253 มาทิลเด

จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี
(เปลี่ยนทางจาก 253 แมธิลด์)
253 มาทิลเด
(253) mathilde.jpg
ภาพ 253 มาทิลเด ของนาซา
การค้นพบ[1]
ค้นพบโดย: โยฮันน์ พาลิซา
ค้นพบเมื่อ: 12 พฤศจิกายน พ.ศ. 2428
ชื่ออื่น ๆ: 1949 OL1, A915 TN
ชนิดของดาวเคราะห์น้อย: แถบดาวเคราะห์น้อยหลัก
ลักษณะของวงโคจร[2]
จุดเริ่มยุค 30 มกราคม พ.ศ. 2548 (JD 2453400.5)
ระยะจุด
ไกลดวงอาทิตย์ที่สุด
:
501.334 จิกะเมตร
3.35121 หน่วยดาราศาสตร์
ระยะจุด
ใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุด
:
290.564 จิกะเมตร
1.94230 หน่วยดาราศาสตร์
กึ่งแกนเอก: 395.949 จิกะเมตร
2.64676 หน่วยดาราศาสตร์
ความเยื้องศูนย์กลาง: 0.266157
คาบดาราคติ: 1572.787 วัน
(4.31 ปีจูเลียน)
อัตราเร็วเฉลี่ย
ในวงโคจร
:
17.98 กม./วินาที(1)
อนอมัลลีเฉลี่ย: 111.960°
ความเอียง: 6.738°
ลองจิจูด
ของจุดโหนดขึ้น
:
179.633°
ระยะมุมจุด
ใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุด
:
157.475°
ลักษณะทางกายภาพ
มิติ: 52.8[2] กม.
(66×48×46 กม.[3])
มวล: 1.033 (±0.044) ×1017[4]  กก.
ความหนาแน่นเฉลี่ย: 1.3[4] กรัม/ซม.³
ความโน้มถ่วง
ที่ศูนย์สูตร:
0.0025(2) เมตร/วินาที²
ความเร็วหลุดพ้น: 16.2(3) เมตร/วินาที
คาบการหมุน
รอบตัวเอง
:
17.406±0.010[5] วัน
(17 วันชม. 45 นาที)
อัตราส่วนสะท้อน: 0.0436[2]
อุณหภูมิ: ~174(4) K
ชนิดสเปกตรัม: Cb[2]

253 มาทิลเด (อังกฤษ: 253 Mathilde, เสียงอ่าน: /məˈtɪldə/) เป็นดาวเคราะห์น้อยในแถบดาวเคราะห์น้อยหลัก ค้นพบโดย โยฮันน์ พาลิซา ใน พ.ศ. 2428 ใช้เวลาในการโคจรรอบดวงอาทิตย์กว่าสี่ปี และโคจรรอบตัวเองด้วยอัตราที่ช้าผิดปกติ คือใช้เวลา 17.4 วัน ในการโคจรรอบตัวเองครบหนึ่งรอบ[6] ดาวเคราะห์น้อยดวงนี้จัดว่าเป็นดาวเคราะห์น้อยประเภท C ซึ่งพื้นผิวมีส่วนประกอบของคาร์บอนอยู่เป็นปริมาณมาก ทำให้พื้นผิวของดาวเคราะห์น้อยดวงนี้ทึบแสง โดยจะสะท้อนแสงเพียง 4% ของแสงที่ตกกระทบ[7]

เมื่อเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2540 เนียร์ชูเมกเกอร์ได้สำรวจดาวเคราะห์น้อยดวงนี้ ระหว่างทางที่จะเดินทางไปยังดาวเคราะห์น้อยอีรอส และได้ถ่ายภาพของดาวเคราะห์น้อยดวงนี้ไว้ ซึ่งแสดงให้เห็นถึงหลุมอุกกาบาตจำนวนมากบนพื้นผิว ปัจจุบัน 253 มาทิลเด เป็นดาวเคราะห์น้อยประเภท C ดวงแรกที่มียานอวกาศไปสำรวจ และก่อนหน้าการเดินทางไปยัง 21 ลูเทเชีย ดาวเคราะห์น้อยมาทิลเดจะเป็นดาวเคราะห์น้อยดวงใหญ่ที่สุดเท่าที่เคยมีการสำรวจในปัจจุบัน

ประวัติการค้นพบ[แก้]

ในปี พ.ศ. 2423 โยฮันน์ พาลิซา กรรมการของหอดูดาวออสเตรียนาวาล ได้รับมอบหมายให้ไปเป็นผู้ช่วยในหอดูดาวเวียนนาที่เพิ่งเปิดใหม่ ซึ่งพาลิซาได้ใช้กล้องโทรทรรศน์หักเหแสง ขนาด 27 นิ้ว (690 มม.) ซึ่งเป็นกล้องที่ใหญ่ที่สุดในโลกในขณะนั้น และกล้องขนาด 12 นิ้ว (300 มม.) ในการค้นพบดาวเคราะห์น้อยจำนวน 94 ดวง[8] โดยก่อนหน้านี้เขาได้ค้นพบดาวเคราะห์น้อยมาแล้ว 27 ดวง

253 มาทิลเด เป็นหนึ่งในดาวเคราะห์น้อยที่พาลิซาค้นพบในช่วงนั้น โดยได้ถูกค้นพบเมื่อ 12 พฤศจิกายน พ.ศ. 2428 ข้อมูลต่าง ๆ ของดาวเคราะห์น้อยดวงนี้ได้คำนวณโดย วี. เอ. เลเบิฟ ซึ่งเป็นนักดาราศาสตร์ชาวออสเตรียที่ทำงานในหอดูดาวแห่งนี้เช่นเดียวกัน ชื่อของดาวเคราะห์น้อยดวงนี้ตั้งตามชื่อของ มาทิลเด ภรรยาของมอริส โลวี ซึ่งเป็นผู้อำนวยการของหอดูดาวปารีสในขณะนั้น[1][6]

ในปี พ.ศ. 2538 ได้มีการสังเกตว่า 253 มาทิลเด เป็นดาวเคราะห์น้อยประเภท C และมีอัตราเร็วในการโคจรรอบตัวเองที่ช้าผิดปกติ[6]

เมือวันที่ 27 มิถุนายน พ.ศ. 2540 เนียร์ชูเมกเกอร์ ได้เดินทางผ่านเข้าใกล้ 253 มาทิลเด ในระยะ 1,212 กิโลเมตร ขณะที่เดินทางด้วยความเร็ว 9.93 กิโลเมตรต่อวินาที และในขณะที่เข้าใกล้ ยานลำนี้ได้ถ่ายภาพพื้นผิวของดาวกว่า 500 ภาพ[7] ทำให้ได้ข้อมูลที่มีประโยชน์ในการคำนวณขนาดและมวลของดาวได้แม่นยำมากขึ้น[4] อย่างไรก็ตาม มีภาพถ่ายครึ่งทรงกลมของดาวเคราะห์น้อยดวงนี้เพียงภาพเดียวที่ได้มีการบันทึกภาพไว้ ซึ่งเป็นดาวเคราะห์น้อยดวงที่สามที่มีการถ่ายภาพในระยะใกล้ ถัดจาก 951 แกสปรา และ 243 ไอด้า[9]

ลักษณะ[แก้]

หนึ่งในหลุมอุกกาบาตขนาดใหญ่บน 253 มาทิลเด

253 มาทิลเด เป็นดาวเคราะห์ที่มืดมาก ได้มีการจัดระดับความสว่างไว้ว่าอยู่ในระดับเดียวกับยางมะตอยดิบ[10] ส่วนประกอบหลักของดาวประกอบด้วยสารจำพวกคาร์บอนนาเคียสคอนไดรต์ และพื้นผิวของดาวส่วนใหญ่เป็นแร่ธาตุจำพวกซิลิเกต[11] นอกจากนี้ บนพื้นผิวดาวยังมีหลุมอุกกาบาตขนาดใหญ่จำนวนมาก ชื่อของแต่ละหลุมจะตั้งชื่อตามเขตถ่านหินต่าง ๆ บนโลก[12] หลุมอุกกาบาตที่ใหญ่ที่สุดสองหลุมมีขนาดใกล้เคียงกับรัศมีของดาว[3] ได้แก่ อิชิกะริ ซึ่งมีขนาด 29.3 กิโลเมตร และการู ซึ่งมีขนาด 33.4 กิโลเมตร การตกกระทบดังกล่าวดูเหมือนจะทำให้ปริมาตรขนาดใหญ่ของ 253 มาทิลเดหลุดหายไป โดยดูจากขอบระยะเชิงมุมของหลุมอุกกาบาตเหล่านี้[7] จากการสังเกตพื้นผิวภายในหลุม พบมีว่าความสว่างและสีของหลุมอุกกาบาตใกล้เคียงกับพื้นผิวของดาว และไม่ปรากฏว่าพื้นผิวมีการแยกออกเป็นชั้น ๆ แต่อย่างใด จึงคาดว่าส่วนประกอบของ 253 มาทิลเด มีลักษณะเป็นเนื้อเดียวกัน มีข้อบ่งชี้ว่ามีการเคลื่อนของวัตถุทางตางลาด[3]

จากการวัดความหนาแน่นโดยยานเนียร์ชูเมกเกอร์ พบว่า 253 มาทิลเด มีความหนาแน่นประมาณ 1,300 กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร ซึ่งต่ำกว่าครึ่งหนึ่งของความหนาแน่นของคาร์บอนนาเคียสคอนไดรต์ทั่วไป แสดงให้เห็นว่าภายในประกอบด้วยกองหินที่รวมตัวกันอย่างหลวม ๆ[4] ในภายหลังได้มีการศึกษาด้วยกล้องโทรทรรศน์ที่ติดตั้งระบบเลนส์ปรับค่าว่าภายในของดาวเคราะห์น้อยประเภท C จำนวนมากก็มีลักษณะเป็นเช่นนี้ (เช่น 45 ยูจีเนีย 90 แอนไทโอปี 87 ซิลเวีย และ 121 เฮอร์ไมโอนี) ปริมาตรภายในของ 253 มาทิลเดกว่าร้อยละ 50 เป็นอวกาศ อย่างไรก็ตาม แนวหน้าผายาว 20 กิโลเมตรได้แสดงให้เห็นว่าดาวมีโครงสร้างเป็นวัตถุแข็ง จึงอาจมีส่วนประกอบขนาดใหญ่อยู่ภายในดาวด้วย[9] ความหนาแน่นภายในที่ต่ำเป็นตัวส่งคลื่นการกระแทกที่เลวตลอดพื้นผิวของดาวเคราะห์น้อย ซึ่งช่วยรักษาลักษณะภูมิประเทศให้อยู่ในระดับสูง[3]

วงโคจรของ 253 มาทิลเดมีความเยื้อง ทำให้ดาวเคราะห์น้อยดวงนี้โคจรไปอยู่บริเวณขอบนอกของแถบดาวเคราะห์น้อย อย่างไรก็ตาม วงโคจรของ 253 มาทิลเด อยู่ระหว่างวงโคจรของดาวอังคารและดาวพฤหัสบดี ซึ่งไม่ตัดผ่านวงโคจรของดาวเคราะห์ดวงใดเลย 253 มาทิลเด เป็นดาวเคราห์น้อยที่มีอัตราการหมุนรอบตัวเองช้าที่สุดดวงหนึ่งเท่าที่มีการค้นพบ คือประมาณ 17.4 วัน ในขณะที่ดาวเคราะห์น้อยทั่วไปใช้เวลาประมาณ 2-24 ชั่วโมง[13] และเนื่องจากการมีอัตราการหมุนรอบตัวเองที่ช้ามากนี้ จึงทำให้ยานเนียร์ชูเมกเกอร์ สามารถถ่ายภาพพื้นผิวของดาวได้เพียง 60% สาเหตุของการมีอัตราการหมุนรอบตัวเองที่ช้ามากอาจมาจากการมีดาวบริวารโคจรรอบดาวเคราะห์น้อยดวงนี้อยู่ แต่จากการสำรวจของยานเนียร์ชูเมกเกอร์ ไม่พบวัตถุที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่กว่า 10 กิโลเมตร ในบริเวณรอบดาวเคราะห์น้อยดวงนี้เป็นระยะ 20 เท่าของรัศมีดาว[14]

ดูเพิ่ม[แก้]

เชิงอรรถ[แก้]

หมายเหตุ (1): สำหรับระยะกึ่งแกนเอก a, คาบดาราคติ T และความเยื้องศูนย์กลาง e, อัตราเร็วเฉลี่ยในวงโคจรสามารถหาได้จาก:

\begin{align}
v_o & = \frac{2\pi a}{T}\left[1-\frac{e^2}{4}-\frac{3e^4}{64} - \dots \right] \\
 & = 18.31\ \mbox{km/s} \left[ 1 - 0.0177 - 0.00008 - \cdots \right] \\
 & \approx 17.98\ \mbox {km/s} \\
\end{align}\!\,

ดูเพิ่มที่: H. St̀eocker, J. Harris (2541). Handbook of Mathematics and Computational Science. Springer. pp. หน้า 386. ISBN 0-387-94746-9. 

หมายเหตุ (2): สำหรับดาวเคราะห์น้อยที่มีมวล m, รัศมี r และ G เป็นค่านิจโน้มถ่วงสากล จากกฎของนิวตันจะได้ว่า แรงโน้มถ่วงที่พื้นผิว g มีค่าเท่ากับ:

\begin{align}
g & = G \frac{m}{r^2} \\
 & = 6.67 \times 10^{-11} \mbox{m}^3/\mbox{kg s}^2 \cdot \frac{1.03 \times 10^{17}\ \mbox{kg}}{ (5.28 \times 10^4\ \mbox{m}) ^2} \\
 & = 0.0025\ \mbox{m/s}^2 \\
\end{align}

หมายเหตุ (3): สำหรับแรงดึงดูดที่พื้นผิว g และรัศมี r จะมีความเร็วหลุดพ้นคือ:

\begin{align}
v_e & = \sqrt{2gr} \\
 & = \sqrt{2 \cdot 0.0025\ \mbox{m/s}^2 \cdot 52800\ \mbox{m}} \\
 & = 16.2\ \mbox{m/s} \\
\end{align}

หมายเหตุ (4): สำหรับดาวเคราะห์น้อยที่มีอัตราสะท้อนกลับของแสง α, ระยะกึ่งแกนเอก a, อัตราปล่อยรังสีอินฟราเรด ε (~0.9), ความสว่างของแสงอาทิตย์ L_0 และ σ เป็นค่าคงตัวของสเตฟาน-โบลทซ์แมนน์ จะมีอุณหภูมิเฉลี่ย T คือ:

\begin{align}
T & = \left ( \frac{ (1 - \alpha) L_0}{\epsilon \sigma 16 \pi a^2} \right ) ^{\frac{1}{4}} \\
 & = \left ( \frac{ (1 - 0.0436) (3.827 \times 10^{26}\ \mbox{W}) } {0.9 (5.670 \times 10^{-8}\ \mbox{W/m}^2\mbox{K}^4) 16 \cdot 3.142 (3.959 \times 10^{11}\ \mbox{m}) ^2} \right ) ^{\frac{1}{4}} \\
 & = 173.7\ \mbox{K}
\end{align}

ดูเพิ่มที่: Torrence V. Johnson, Paul R. Weissman, Lucy-Ann A. McFadden (2550). Encyclopedia of the Solar System. Elsevier. pp. หน้า 294. ISBN 0-12-088589-1. 

อ้างอิง[แก้]

  1. 1.0 1.1 Moore, Sir Patrick (2542). The Wandering Astronomer. CRC Press. ISBN 0-7503-0693-9. 
  2. 2.0 2.1 2.2 2.3 Yeomans, Donald K. (29 ส.ค. 2546). "253 Mathilde". JPL Small-Body Database Browser. NASA. สืบค้นเมื่อ 29 ส.ค. 2550. 
  3. 3.0 3.1 3.2 3.3 J. Veverka et al (2542). "NEAR Encounter with Asteroid 253 Mathilde: Overview". Icarus 140: 3–16. สืบค้นเมื่อ 29 ส.ค. 2550. 
  4. 4.0 4.1 4.2 4.3 D. K. Yeomans et al (2540). "Estimating the mass of asteroid 253 Mathilde from tracking data during the NEAR flyby". Science 278 (5346): 2106–9. PMID 0009405343. สืบค้นเมื่อ 29 ส.ค. 2550. 
  5. Stefano Mottola et al (2538). "The slow rotation of 253 Mathilde". Planetary and Space Science 43 (12): 1609–1613. สืบค้นเมื่อ 4 ก.พ. 2550. 
  6. 6.0 6.1 6.2 Savage, D.; Young, L.; Diller, G.; Toulouse, A. (กุมภาพันธ์ 2539). "Near Earth Asteroid Rendezvous (NEAR) Press Kit". NASA. สืบค้นเมื่อ 29 ส.ค. 2550. 
  7. 7.0 7.1 7.2 Williams, David R. (18 ธ.ค. 2544). "NEAR Flyby of Asteroid 253 Mathilde". NASA. สืบค้นเมื่อ 10 ส.ค. 2549. 
  8. Raab, Herbert (2545). "Johann Palisa, the most successful visual discoverer of" (PDF). Astronomical Society of Linz. สืบค้นเมื่อ 27 ส.ค. 2550. 
  9. 9.0 9.1 Cheng, Andrew F. (2547). "Implications of the NEAR mission for internal structure of Mathilde and Eros". Advances in Space Research 33 (9): 1558–1563. สืบค้นเมื่อ 29 ส.ค. 2550. 
  10. Pon, Brian (30 มิ.ย. 2542). "Pavement Albedo". Heat Island Group. สืบค้นเมื่อ 27 ส.ค. 2550. 
  11. Kelley, M. S.; Gaffey, M. J.; Reddy, V. (12–16 มี.ค. 2550). "Near-IR Spectroscopy and Possible Meteorite Analogs for Asteroid (253)". 38th Lunar and Planetary Science Conference. ลีกซิตี, เทกซัส: Lunar & Planetary Institute. pp. หน้า 2366. สืบค้นเมื่อ 29 ส.ค. 2550. 
  12. Blue, Jennifer (29 ส.ค. 2550). "Categories for Naming Features on Planets and Satellites". USGS. สืบค้นเมื่อ 29 ส.ค. 2550. 
  13. Lang, Kenneth R. (2546). "2. Asteroids and meteorites, Size, color and spin". NASA's Cosmos. NASA. สืบค้นเมื่อ 29 ส.ค. 2550. 
  14. W. J. Merline et al (2541). "Search for Satellites of 253 Mathilde from Near-Earth Asteroid Rendezvous Flyby Data". Meteoritics & Planetary Science 33: A105. doi:10.1006%2Ficar.1999.6120 Check |doi= value (help). สืบค้นเมื่อ 29 ส.ค. 2550. 

แหล่งข้อมูลอื่น[แก้]