(253) Mathilde

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(253) Mathilde
Description de cette image, également commentée ci-après
(253) Mathilde photographié par la sonde spatiale NEAR Shoemaker le 27 juin 1997, à 2400 km de distance.
Caractéristiques orbitales
Époque (JJ 2453600.5)
Établi sur 2 927 observ. couvrant 47649 jours (U = 0)
Demi-grand axe (a) 395,905 × 106 km[1]
(2,646 ua)
Périhélie (q) 290,640 × 106 km
(1,943 ua)
Aphélie (Q) 501,170 × 106 km
(3,350 ua)
Excentricité (e) 0,266
Période de révolution (Prév) 1 572,491 j
(4,305 a)
Vitesse orbitale moyenne (vorb) 17,98 km/s[2]
Inclinaison (i) 6,738°
Longitude du nœud ascendant (Ω) 179,642°
Argument du périhélie (ω) 157,486°
Anomalie moyenne (M0) 334,622°
Catégorie Astéroïde de la ceinture principale
Caractéristiques physiques
Dimensions 52,8 km[1]
66×48×46 km[3]
Masse (m) 1,033 × 1017 kg[4]
Masse volumique (ρ) 1 300 kg/m3
Gravité équatoriale à la surface (g) 0,009 06 m/s2
Vitesse de libération (vlib) 0,022 5 km/s
Période de rotation (Prot) 17,404 2 j
(417,700 h)
Classification spectrale C
Magnitude absolue (H) 10,2
Albédo (A) 0,044[5]
Température (T) ~174 K[6]

Découverte
Date [7]
Découvert par Johann Palisa
Nommé d'après Mathilde, femme de Maurice Lœwy
Désignation A915 TN,
1949 OL1

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(253) Mathilde est un astéroïde de la ceinture principale d'environ 50 km de diamètre qui a été découvert par Johann Palisa en 1885. Il a une orbite relativement elliptique et met plus de quatre ans pour effectuer sa révolution autour du Soleil. Cet astéroïde a une durée de rotation anormalement lente, il met 17,4 jours pour réaliser une révolution de 360° autour de son axe. C'est un astéroïde primitif de type C, ce qui signifie que sa surface présente une proportion élevée de carbone ; ce qui lui donne une surface sombre qui reflète seulement 4 % de la lumière qui lui parvient[8].

Cet astéroïde a été visité par la sonde spatiale NEAR Shoemaker au cours du mois de , alors qu'il était en route vers l'astéroïde (433) Éros. Pendant le survol, la sonde a pu imager un hémisphère de l'astéroïde, révélant de nombreux grands cratères qui ont creusé des dépressions à sa surface. Il a été le premier astéroïde de type C à être exploré, et le plus gros astéroïde jamais visité jusqu'à ce que (21) Lutèce ne le soit en 2010.

Historique des observations

En 1880, Johann Palisa, alors directeur de l'observatoire naval autrichien, s'est vu offrir un poste d'assistant à l'observatoire de Vienne, récemment construit. Bien que ce poste représentait une rétrogradation pour Palisa, le nouvel observatoire lui a donné accès à la nouvelle lunette de 690 mm (27 po), le plus grand télescope du monde à cette époque. À ce stade, Palisa avait déjà découvert 27 astéroïdes, il utilisa ensuite les instruments de 690 mm et de 300 mm de Vienne pour découvrir 94 astéroïdes supplémentaires avant sa retraite[9].

Parmi ses découvertes, on compte l'astéroïde (253) Mathilde, découvert le . Les premiers éléments orbitaux de l'astéroïde ont ensuite été calculés par Auguste Victor Lebeuf, un astronome travaillant à l'observatoire de Paris. Le nom de l'astéroïde a été suggéré par Lebeuf, d'après Mathilde, l'épouse de l'astronome français Maurice Lœwy - qui était le vice-directeur de l'observatoire de Paris de l'époque[7],[10].

En 1995, des observations au sol ont déterminé que (253) Mathilde est un astéroïde de type C. Il fut également constaté que sa période de rotation était anormalement longue[10].

Le , la sonde NEAR Shoemaker passa à 1212 km de (253) Mathilde en se déplaçant à une vitesse de 9,93 km/s. Cette approche étroite a permis à la sonde spatiale de capturer plus de 500 images de la surface[8], et a fourni des données qui ont permis de déterminer les dimensions et la masse de l'astéroïde de façon plus précise (en se basant sur la perturbation gravitationnelle de l'engin spatial)[4]. Cependant, un seul hémisphère de (253) Mathilde a été photographié pendant le survol[11]. Ce fut à cette époque le troisième astéroïde à être photographié à une distance proche, après (951) Gaspra et (243) Ida.

Description

(253) Mathilde est très sombre, avec un albédo comparable à l'asphalte frais[12], et on pense qu'il partage la même composition que les météorites chondrites carbonées de type CI1 ou CM2, avec une surface dominée par les phyllosilicates[13]. L'aspect sombre de l'astéroïde fut commenté par le responsable de la mission NEAR Shoemaker, Joseph Veverka, qui déclara que ce corps est deux fois plus sombre qu'un morceau de charbon de bois. L'astéroïde a un nombre certain de très grands cratères, les cratères individuels étant nommés par des gisements de charbon et des bassins miniers du monde entier[14]. Les deux plus grands cratères, Ishikari (29,3 km) et du Karoo (33,4 km), sont aussi larges que le rayon moyen de l'astéroïde[3]. Les impacts semblent avoir éjecté de gros volumes du corps parent hors de l'astéroïde, comme le suggèrent les bords angulaires des cratères[8]. Il n'y a pas de différences de luminosité ou de couleur visibles dans les cratères et il n'y a aucun indice de stratification, de sorte que l'intérieur de l'astéroïde doit être très homogène. Il y a des indications de mouvement de matériau dans la direction des pentes de l'astéroïde[3].

La densité mesurée par NEAR Shoemaker, de 1300 kg/m³, est inférieure à la moitié de celle d'une chondrite carbonée typique ; cela peut indiquer que l'astéroïde est grossièrement couvert par une agglomération de débris[4]. Cette caractéristique est vraie pour plusieurs astéroïdes de type C étudiés par des télescopes terrestres et équipés de systèmes d'optique adaptative ( (45) Eugénie, (90) Antiope, (87) Sylvia et (121) Hermione ). La porosité du corps est élevée, jusqu'à 50 % du volume intérieur de (253) Mathilde se compose de vide. Toutefois, l'existence d'un long escarpement de 20 km peut indiquer que l'astéroïde a une potentielle structure résistante, de sorte qu'il pourrait contenir des gros composants internes[11]. La faible densité intérieure est un mauvais transmetteur pour les chocs d'impact à travers l'astéroïde, ce qui contribue également à préserver de façon efficace les caractéristiques de la surface[3]. Certains scientifiques pensent que Mathilde a la consistance d'une pierre ponce et que les autres objets qui entouraient le Soleil à l'époque où il était encore jeune devaient avoir la même structure[15].

L'orbite de Mathilde est excentrique, l'objet se déplace jusqu'aux confins de la ceinture principale. Néanmoins, l'orbite se situe entièrement entre les orbites de Mars et de Jupiter ; il ne coupe pas les orbites planétaires. Il est également caractérisé par une des périodes de rotation des plus longues pour un astéroïde - la plupart des astéroïdes connus ont une période de rotation de l'ordre de 2-24 heures[16]. En raison de la vitesse de rotation lente, la sonde NEAR Shoemaker n'a pu photographier que 60 % de la surface de l'astéroïde. La faible vitesse de rotation peut être expliquée par la présence d'un satellite en orbite de l'astéroïde, mais l'analyse des images prises de près n'a révélé aucun corps de plus de 10 km de diamètre à une distance de 20 fois le rayon de (253) Mathilde[17].

Liste des cratères de Mathilde

Voici la liste des cratères de Mathilde. Cet astéroïde étant un objet majoritairement carboné, les cratères ont été nommés en référence à des bassins houillers terrestres célèbres.

Cratères Nommé d'après :
Aachen Aachen, Allemagne
Baganur Baganur, Mongolie
Benham Benham, Kentucky
Clackmannan Clackmannan, Royaume-Uni
Damodar Dâmodar, Inde
Enugu Enugu, Nigeria
Ishikari Ishikari, Japon
Jerada Jerada, Maroc
Jixi Jixi, Chine
Kalimantan Kalimantan, Indonésie
Karoo Karoo, Afrique du Sud
Kuznetsk Kouznetsk, Russie
Lorraine Lorraine, France
Lublin Lublin, Pologne
Maritsa Maritsa, Bulgarie
Matanuska Matanuska, Alaska
Mulgildie Mulgildie, Australie
Oaxaca Oaxaca, Mexique
Otago Otago, Nouvelle-Zélande
Quetta Quetta, Pakistan
Similkameen Similkameen, Canada
Teruel Teruel, Espagne
Zulia Zulia, Venezuela

Notes et références

  1. ↑ a et b Sauf mention explicite, les paramètres sont issus de : (en) Donald K. Yeomans, « 253 Mathilde », JPL Small-Body Database Browser, NASA, (consulté le )
  2. ↑ a pour le demi-grand axe, T la période orbitale et e l'excentricité, la vitesse moyenne orbitale est donnée par la formule :
    v o = 2 π a T [ 1 − e 2 4 − 3 e 4 64 − … ] = 18.31   km/s [ 1 − 0.0177 − 0.00008 − ⋯ ] ≈ 17.98   km/s {\displaystyle {\begin{aligned}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{aligned}}\!\,}
    Pour la circonférence d'une ellipse, voir: (en) H. St̀eocker et J. Harris, Handbook of Mathematics and Computational Science, New York/Berlin/Paris etc., Springer, , 386 p. (ISBN 0-387-94746-9)
  3. ↑ a b c et d (en) J. Veverka et al., « NEAR Encounter with Asteroid 253 Mathilde: Overview », Icarus, vol. 140, no 1,‎ , p. 3–16 (DOI 10.1006/icar.1999.6120, Bibcode 1999Icar..140....3V)
  4. ↑ a b et c (en) D. K. Yeomans et al., « Estimating the mass of asteroid 253 Mathilde from tracking data during the NEAR flyby », Science, vol. 278, no 5346,‎ , p. 2106–9 (PMID 9405343, DOI 10.1126/science.278.5346.2106, Bibcode 1997Sci...278.2106Y, lire en ligne [archive du ], consulté le )
  5. ↑ IRAS
  6. ↑ α pour l'albédo, a demi-grand axe, luminosité solaire L 0 {\displaystyle L_{0}} , constante de Stefan-Boltzmann σ et pour le coefficient d'émission infrarouge ε (≈ 0.9), la température moyenne approximée T est donnée par :
    T = ( ( 1 − α ) L 0 ϵ σ 16 π a 2 ) 1 4 = ( ( 1 − 0.0436 ) ( 3.827 × 10 26   W ) 0.9 ( 5.670 × 10 − 8   W/m 2 K 4 ) 16 ⋅ 3.142 ( 3.959 × 10 11   m ) 2 ) 1 4 = 173.7   K {\displaystyle {\begin{aligned}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{aligned}}}
    Voir: (en) Torrence V. Johnson, Paul R. Weissman et Lucy-Ann A. McFadden, Encyclopedia of the Solar System, San Diego, Elsevier, , 294 p. (ISBN 978-0-12-088589-3 et 0-12-088589-1)
  7. ↑ a et b (en) Sir Patrick Moore, The Wandering Astronomer, CRC Press, (ISBN 0-7503-0693-9)
  8. ↑ a b et c (en) David R. Williams, « NEAR Flyby of Asteroid 253 Mathilde », NASA, (version du sur Internet Archive)
  9. ↑ (en) Herbert Raab, « Johann Palisa, the most successful visual discoverer of » [PDF], Astronomical Society of Linz, (version du sur Internet Archive)
  10. ↑ a et b (en) Savage, D., Young, L., Diller, G. et Toulouse, A., « Near Earth Asteroid Rendezvous (NEAR) Press Kit », NASA, (consulté le )
  11. ↑ a et b (en) Andrew F. Cheng, « Implications of the NEAR mission for internal structure of Mathilde and Eros », Advances in Space Research, vol. 33, no 9,‎ , p. 1558–1563 (DOI 10.1016/S0273-1177(03)00452-6, Bibcode 2004AdSpR..33.1558C)
  12. ↑ (en) Brian Pon, « Pavement Albedo », Heat Island Group, (version du sur Internet Archive)
  13. ↑ (en) Kelley, M. S., Gaffey, M. J. et Reddy, V. « Near-IR Spectroscopy and Possible Meteorite Analogs for Asteroid (253) » (March 12–16, 2007) (Bibcode 2007LPI....38.2366K, lire en ligne, consulté le )
    — « (ibid.) », dans 38th Lunar and Planetary Science Conference, League City, Texas, Lunar & Planetary Institute, p. 2366
  14. ↑ (en) Jennifer Blue, « Categories for Naming Features on Planets and Satellites », USGS, (version du sur Internet Archive)
  15. ↑ Christian Simoes, « Astéroïdes et météorites — Astronoo », sur www.astronoo.com
  16. ↑ (en) Kenneth R. Lang, « 2. Asteroids and meteorites, Size, color and spin », NASA's Cosmos, NASA, (consulté le )
  17. ↑ (en) W. J. Merline et al., « Search for Satellites of 253 Mathilde from Near-Earth Asteroid Rendezvous Flyby Data », Meteoritics & Planetary Science, vol. 33, no S4,‎ , A105 (DOI 10.1111/j.1945-5100.1998.tb01327.x, Bibcode 1998M&PSA..33..105M)

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    • Sat.
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    • Sat.
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  • 2002 MS4
  • 2014 EZ51
  • 2015 RR245
  • 2010 RF43
  • 2013 FY27
  • 2014 UZ224
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