21 Lutetia

Lutetia (küçük gezegen tanımı: 21 Lutetia), ana asteroit kuşağında yer alan bir M-tipi asteroittir. 1852 yılında Hermann Goldschmidt tarafından keşfedildi. Adı, Paris'in Latincesi olan Lutetia'dan gelmektedir.

Lutetia düzensiz bir şekle ve çok sayıda kratere sahiptir. En büyük çarpma kraterinin çapı 45 km'dir. Yüzey jeolojik olarak heterojendir ve iç kırıkların yüzey belirtileri olduğu düşünülen kırıklar, yarıklar ve kanallar ile kesişir. Metal açısından zengin kayaçları olduğu düşünülen yüksek bir kütle yoğunluğuna sahiptir.

Rosetta sondası Temmuz 2010'da Lutetia'nın 3.162 km yakınından geçti. Dawn, Temmuz 2011'de Vesta'ya ulaşana kadar bir uzay aracı tarafından ziyaret edilmiş en büyük asteroitti.

Lutetia, 15 Kasım 1852'de Hermann Goldschmidt tarafından Paris'teki apartmanının balkonunda keşfedildi. Asteroitin başlangıç yörüngesi, Kasım-Aralık 1852'de Alman astronom Georg Rümker ve diğerleri tarafından hesaplandı. 1903'te Harvard Üniversitesi Gözlemevi'nde Edward Pickering tarafından fotoğraflandı ve 10,8'lik bir karşı konum büyüklüğü hesapladı.

10 Temmuz 2010'da, ESA Rosetta uzay sondası, 67P/Churyumov-Gerasimenko kuyruklu yıldızına giderken saniyede 15 km hızla Lutetia'nın yanından minimum 3168 ± 7,5 km mesafede uçtu. Uçuş, piksel çözünürlüğü başına 60 metreye kadar görüntüleme yaptı ve çoğunlukla kuzey yarımkürede yüzeyin yaklaşık %50'sini çekti. 462 görsel, 0,24 ila 1 μm arasında uzanan 21 dar ve geniş bant filtrede elde edildi. Lutetia, görünür-yakın kızılötesi görüntüleme spektrometresi VIRTIS tarafından da gözlemlendi ve manyetik alan ve plazma ortamının ölçümleri alındı.

Lutetia, iç asteroit kuşağında Güneş'in etrafında yaklaşık 2,4 AU mesafedeki bir yörüngede döner. Yörüngesi neredeyse ekliptik düzleminde yer alır ve orta derecede eksantriktir. Lutetia'nın yörünge süresi 3,8 yıldır.

Rosetta uçuşu, Lutetia'nın kütlesinin (1,700 ± 0,017) kg olduğunu, yani uçuş öncesi tahmin edilen 2,57 kg'dan daha küçük olduğunu göstermiştir. 3,4 ± 0,3 g/cm3 ile en yüksek kütle yoğunluğuna sahip asteroitlerden birisidir. %10-15'lik olası gözeneklilik hesaba katıldığında, Lutetia'nın kütle yoğunluğu tipik bir göktaşınınkinden daha fazladır.

Lutetia, neredeyse tamamen metalik olduğuna inanılan esrarengiz M-tipi asteroitler arasında sınıflandırılır. Bununla birlikte M-tipi asteroitlerin radar gözlemleri, Lutetia da dahil olmak üzere bunların üçte ikisinin saf metal yerine metalle zenginleştirilmiş silikatlardan oluşabileceğini göstermektedir. Lutetia'nın teleskopik spektrumları, karbonlu kondritler ve C-tipi asteroitlerinkine benzer ve metalik meteoritlerin aksine, hidratlı minerallerin, bol silikatların ve çoğu asteroitten daha kalın bir regolit kanıtınınkine benzer düz, düşük frekanslı bir spektrum göstermiştir.

Rosetta sondası, asteroitin görünür ışıkta orta derecede kırmızı bir spektruma ve yakın kızılötesinde düz bir spektruma sahip olduğunu tespit etti. Gözlemlerin kapsadığı 0,4–3,5 μm aralığında hiçbir emilim özelliği tespit edilmedi. Bu, hidratlı mineraller ve karbon açısından zengin bileşiklerin önceki zemin bazlı raporlarıyla çelişmektedir. Ayrıca hiçbir olivin kanıtı tespit edilmedi ancak uzay sondası, Lutetia'nın sadece yarısını gözlemlediği için olivinin bulunma olasılığı göz ardı edilemez. Lutetia için bildirilen yüksek kütle yoğunluğu ile birlikte bu sonuçlar, Lutetia'nın ya enstatit kondrit malzemeden yapıldığını, ya da CB, CH veya CR gibi metal bakımından zengin ve sudan fakir karbonlu kondrit ile ilişkili olabileceğini düşündürmektedir.

Rosetta uzay sondasının gözlemleri, Lutetia'nın yüzeyinin 50-100 μm boyutunda gevşek bir şekilde toplanmış toz parçacıklarından oluşan bir regolit ile kaplı olduğunu buldu. Bu regolitin 3 km kalınlığında olduğu ve büyük kraterlerin çoğunun yumuşatılmış ana hatlarından sorumlu olduğu düşünülmektedir.

Rosetta sondasının fotoğrafları, Lutetia'yı "keskin ve düzensiz şekil özellikleri" olan kaba bir küre olarak tanımlayan 2003 yılındaki ışık eğrisi analizinin sonuçlarını doğruladı. 2004-2009 yılları arasında yapılan bir araştırma, yüksek olasılıkla Lutetia'nın üstündeki büyük Suspicio Krateri nedeniyle dışbükey olmayan bir şekle sahip olduğunu belirtti. Rosetta'nın bulgularının bu iddiayı destekleyip desteklemediği henüz belli değildir.

Fotometrik ışık eğrileri ile birlikte Rosetta sondasının analizi, Lutetia'nın kuzey dönüş kutbunun konumunu verdi: , . Bu, 96°'lik bir eksen eğikliğine eşdeğerdir. Yani Lutetia'nın dönme ekseni, Uranüs gezegenine benzer şekilde tutulum düzlemi ile yaklaşık olarak paraleldir.

Lutetia'nın yüzeyi çok sayıda çarpma krateri ile doludur ve iç kırıkların yüzey belirtileri olduğu düşünülen kırıklar, yarıklar ve kanallar ile kesişir. Asteroitin görüntülenen yarımküresinde çapları 600 m ile 55 km arasında değişen toplam 350 krater vardır. En yoğun kraterli yüzey (Achaia bölgesi), yaklaşık 3,6 ± 0,1 milyar yıllık bir krater yaşına sahiptir.

Lutetia'nın yüzeyi; Baetica (Bt), Achaia (AC), Etruria (Et), Narbonensis (Nb), Noricum (Nr), Pannonia (Pa), ve Raetia (Ra) olmak üzere jeolojik özelliklerine göre yedi bölgeye ayrılmıştır. Baetica bölgesi kuzey kutbu çevresinde (resmin ortasında) yer alır ve 21 km çapında birkaç çarpma kraterinin yanı sıra çarpma çökeltilerini içerir. Lutetia'daki en genç yüzey öğesidir. Baetica, eski kraterleri kısmen gömmüş yaklaşık 600 m kalınlığında pürüzsüz bir ejekta örtüsü ile kaplıdır. Diğer yüzey özellikleri arasında 300 m boyutuna kadar çarşaklar ve yerçekimi yamaçları bulunur. Göçükler ve mostralar, genellikle daha parlak olan albedo varyasyonları ile ilişkilidir.

En yaşlı iki bölge Achaia ve Noricum'dur. İlki, çok sayıda çarpma kraterine sahip oldukça düz bir alandır. Narbonensis bölgesi, Lutetia-Massilia üzerindeki en büyük çarpma krateri ile çakışmaktadır. Daha küçük yüzey birimlerine sahiptir ve daha sonraki dönemlerde oluşan çukur zincirler ve kanallar tarafından değişime uğramıştır. Diğer iki bölge olan Pannonia ve Raetia'nın da büyük çarpma kraterlerine sahip olması muhtemeldir. Son olarak Noricum bölgesi, 10 km uzunluğunda ve yaklaşık 100 m derinliğinde bir kanal ile kesişir.

Sayısal simülasyonlar, 45 km çapındaki Lutetia üzerindeki en büyük krateri oluşturan çarpmanın bile ciddi şekilde kırıldığını ancak asteroiti parçalamadığını gösterdi. Bu nedenle, Lutetia muhtemelen Güneş Sistemi'nin başlangıcından beri bozulmadan hayatta kaldı. Doğrusal kırıkların varlığı ve çarpma kraterlerinin morfolojisi, bu asteroitin iç kısmının önemli bir güce sahip olduğunu ve birçok küçük asteroit gibi bir moloz yığını olmadığını da göstermektedir. Birlikte ele alındığında, bu gerçekler, Lutetia'nın ilkel bir gezegenimsi olarak sınıflandırılması gerektiğini göstermektedir.

Lutetia üzerindeki kırık desenleri üzerine yapılan araştırmalar, gök bilimcilerin Lutetia'nın güney tarafında Suspicio Krateri adında ~45 kilometrelik bir çarpma krateri olduğunu düşünmelerine sebep oldu. Ancak Rosetta sadece Lutetia'nın kuzey kısmını gözlemlediği için neye benzediği kesin olarak bilinmemektedir.

Mart 2011'de, Uluslararası Astronomi Birliği'ndeki Gezegensel Adlandırma Çalışma Grubu, Lutetia'daki coğrafi özellikler için bir adlandırma şeması üzerinde anlaşmaya vardı. Lutetia bir Roma şehri olduğu için asteroitin kraterleri, Lutetia'nın varlığı sırasında Roma İmparatorluğu'nun şehirleri ve Avrupa'nın bölgelerinin adını aldı. Asteroitin bölgeleri, Lutetia'yı keşfeden kişinin (Goldschmidt) ve Lutetia'nın var olduğu zamanda Roma İmparatorluğu'nun eyaletlerinin adını aldı. Diğer özelliklerin adları, Roma İmparatorluğu'nun nehirlerinden ve Avrupa'nın bölgelerinden alınmıştır.