243 Ίδη

Ανακάλυψη και παρατηρήσεις

Ο αστεροειδής ανακαλύφθηκε στις 29 Σεπτεμβρίου 1884 από τον Παλίζα, ο οποίος παρατηρούσε από το Αστεροσκοπείο της Βιέννης, και ήταν ο 45ος αστεροειδής που ανακάλυψε ο συγκεκριμένος αστρονόμος. Το όνομα δόθηκε, κατά παραχώρηση του Παλίζα, με επιλογή από τον Μόριτς φον Κούφνερ (Moriz von Kuffner), ένα Βιεννέζο ζυθοποιό και ερασιτέχνη αστρονόμο. Στην ελληνική μυθολογία η ομώνυμη Ιδαία Νύμφη ή Κρητικοπούλα πριγκίπισσα ήταν μια από τις τροφούς του θεού Δία. Ο 243ος αστεροειδής αναγνωρίσθηκε ως μέλος της Οικογένειας αστεροειδών της Κορωνίδος από τον Κιγιοτσούγκου Χιραγιάμα, που πρότεινε το 1918 ότι η ομάδα αυτή ήταν τα υπολείμματα ενός πρόδρομου ουράνιου σώματος που καταστράφηκε.
Το φάσμα ανακλάσεως της Ίδης λήφθηκε στις 16 Σεπτεμβρίου 1980 από τους αστρονόμους David J. Tholen και Edward F. Tedesco ως μέρος της οκτάχρονης επισκοπήσεως αστεροειδών ECAS. Το φάσμα ταίριαζε με αυτά των αστεροειδών τύπου S. Πολλές παρατηρήσεις της Ίδης έγιναν στις αρχές του 1993 από τον Αστρονομικό Σταθμό Φλάγκσταφ του Ναυτικού Αστεροσκοπείου των ΗΠΑ και από το Αστεροσκοπείο του Όουκ Ριτζ. Αυτές βελτίωσαν την ακρίβεια με την οποία ήταν γνωστή η τροχιά της, ώστε να μειωθεί η αβεβαιότητα της θέσεώς της κατά την προσέγγιση του διαστημοπλοίου Γκαλιλέο.

Διέλευση του Γκαλιλέο

Οι συναντήσεις του διαστημοπλοίου Γκαλιλέο με τους αστεροειδείς Γκάσπρα και Ίδη ήταν δευτερεύουσες στην αποστολή του να εξερευνήσει τον πλανήτη Δία. Οι αστεροειδείς αυτοί επιλέχθηκαν ως στόχοι στη βάση μιας νέας τακτικής της NASA να καλεί τους σχεδιαστές των αποστολών της να λαβαίνουν υπόψη τους διελεύσεις από αστεροειδείς όλων των σκαφών που διέσχιζαν την Κύρια Ζώνη Αστεροειδών. Καμιά προηγούμενη αποστολή δεν είχε επιχειρήσει μια τέτοια διέλευση. Το Γκαλιλέο εκτοξεύθηκε από το Διαστημικό Λεωφορείο Ατλαντίς (αποστολή STS-34) τον Οκτώβριο 1989. Η τροποποίηση της τροχιάς του, ώστε να πλησιάσει την Ίδη, απαιτούσε την κατανάλωση 35 επιπλέον κιλών προωθητικού. Οι σχεδιαστές της αποστολής καθυστέρησαν την απόφαση να επιχειρηθεί η διέλευση μέχρι να βεβαιωθούν ότι αυτή θα άφηνε το σκάφος με αρκετό προωθητικό ώστε να ολοκληρώσει την αποστολή του στον Δία.
Η τροχιά του Γκαλιλέο το μετέφερε δύο φορές μέσα στην Κύρια Ζώνη Αστεροειδών πριν φθάσει στον Δία. Την δεύτερη φορά, πέρασε κοντά από την Ίδη στις 28 Αυγούστου 1993 με ταχύτητα 12,4 km/sec (44640 χιλιομέτρων την ώρα) σε σχέση με τον αστεροειδή. Ο απεικονιστής του σκάφους φωτογράφησε την Ίδη από απόσταση 240.350 χλμ μέχρι την εγγύτατη προσέγγιση, σε απόσταση 2390 χλμ. Η Ίδη ήταν ο δεύτερος αστεροειδής στην Ιστορία τον οποίο επισκέφθηκε τεχνητό αντικείμενο, μετά τη Γκάσπρα. Περίπου το 95% της ολικής επιφάνειας της Ίδης έγινε ορατή από το διαστημόπλοιο κατά τη διέλευση.
Η μετάδοση πολλών από τις εικόνες της Ίδης καθυστέρησε εξαιτίας μιας μόνιμης δυσλειτουργίας της κύριας κεραίας του Γκαλιλέο. Οι πρώτες 5 εικόνες λήφθηκαν στη Γη τον Σεπτέμβριο 1993. Αυτές οι εικόνες αποτελούσαν μία συρραφή που έδειχνε την επιφάνεια του αστεροειδούς με διακριτική ικανότητα 31 ως 38 μέτρων ανά εικονοστοιχείο. Οι υπόλοιπες εικόνες μεταδόθηκαν την επόμενη άνοιξη, όταν το διαστημόπλοιο προσέγγισε περισσότερο τη Γη, επιτρέποντας καλύτερη μετάδοση.

Ανακαλύψεις

Τα δεδομένα που μετέδωσε το Γκαλιλέο, όπως και η μεταγενέστερη αποστολή NEAR, επέτρεψαν την πρώτη μελέτη της Γεωλογίας των αστεροειδών. Η σχετικώς μεγάλη επιφάνεια της Ίδης παρουσιάζει σημαντική ποικιλία γεωλογικών χαρακτηριστικών, ενώ και η ανακάλυψη του δορυφόρου της Δακτύλου, του πρώτου επιβεβαιωμένου δορυφόρου αστεροειδή, παρέσχε πρόσθετα στοιχεία για τη σύσταση της Ίδης.
Η Ίδη είχε ταξινομηθεί ως πυριτούχος αστεροειδής (S) με βάση γήινων φασματογράφων. Η σύσταση των αστεροειδών φασματικού τύπου S ήταν αβέβαιη πριν τη διέλευση του Γκαλιλέο από την Ίδη, αλλά θεωρούσαν ότι είναι είτε ανάλογη των συνήθων χονδριτών μετεωριτών (ordinary chondrites, OC), είτε μείγμα πυριτικών ορυκτών και σιδήρου. Οι εκτιμήσεις της μέσης πυκνότητας της Ίδης με βάση την τροχιά του Δακτύλου γύρω της δίνουν άνω όριο 3,2 gr/cm³, κάτι που σχεδόν αποκλείει την παρουσία σιδήρου.
Οι εικόνες του Γκαλιλέο οδήγησαν επίσης στην ανακάλυψη ότι στην επιφάνεια της Ίδης λαμβάνει χώρα διαστημική αποσάθρωση, μία διαδικασία που κάνει τις παλαιότερες περιοχές να έχουν λίγο πιο κόκκινο στο χρώμα τους με την πάροδο του χρόνου. Η ίδια διαδικασία επηρεάζει και τον Δάκτυλο, αλλά σε μικρότερο βαθμό. Τα φάσματα ανακλάσεως των αρχαιότερων επιφανειών αντιστοιχούν ακριβώς στον φασματικό τύπο S, ενώ των νεότερων αντιστοιχούν στα φάσματα των μετεωριτών OC.
Τόσο η ανακάλυψη της διαστημικής αποσάθρωσης όσο και της μικρής πυκνότητας οδήγησαν σε μία νέα κατανόηση για τη σχέση ανάμεσα στους αστεροειδείς τύπου S και τους μετεωρίτες τύπου OC. Οι πρώτοι είναι οι πλέον πολυάριθμοι στο εσωτερικό μέρος της Ζώνης των Αστεροειδών. Αντίστοιχα, οι μετεωρίτες OC είναι οι συνηθέστεροι στη Γη. Τα φάσματα ανακλάσεως των S αστεροειδών που λαμβάνονται με παρατηρήσεις από τη Γη ωστόσο δεν ταιριάζουν με αυτά των μετεωριτών OC. Η διέλευση του Γκαλιλέο από την Ίδη υπέδειξε ότι κάποιοι αστεροειδείς τύπου S, ιδίως μέλη της Οικογένειας της Κορωνίδος, θα μπορούσαν να είναι η πηγή αυτών των μετεωριτών.

Φυσικά χαρακτηριστικά

Η μάζα της Ίδης υπολογίζεται μεταξύ 36,5 και 49,9 τρισεκατομμύρια τόνους. Το βαρυτικό πεδίο της δίνει μία επιτάχυνση της βαρύτητας περίπου 0,3 ως 1,1 cm/sec² σε διάφορα μέρη της επιφάνειάς της. Αυτό το βαρυτικό πεδίο είναι τόσο ασθενές, ώστε ένας αστροναύτης θα μπορούσε να εκτελέσει ένα άλμα από το ένα άκρο του αστεροειδή στο άλλο, ενώ ένα σώμα κινούμενο με ταχύτητα πάνω από 20 m/sec θα μπορούσε να διαφύγει τελείως από το πεδίο βαρύτητας.
Η Ίδη είναι ένας αστεροειδής με επίμηκες και ακανόνιστο σχήμα, αφού το μήκος της είναι 2,35 φορές μεγαλύτερο από το πλάτος της και μία «μέση» τη διαχωρίζει σε δύο γεωλογικά ανόμοια μέρη. Αυτό το σχήμα είναι συμβατό με τη σύσταση του αστεροειδή από δύο μεγάλα συμπαγή κομμάτια με χαλαρά συντρίμματα (κορήματα) να γεμίζουν το μεταξύ τους διάστημα. Κάτι τέτοιο ωστόσο δεν παρατηρήθηκε στις εικόνες με υψηλή ανάλυση που έλαβε το Γκαλιλέο. Παρότι υπάρχουν λίγες απότομες πλαγιές με κλίση ως 50°, γενικά οι κλίσεις δεν υπερβαίνουν τις 35°. Το ακανόνιστο σχήμα του αστεροειδή είναι υπεύθυνο για το πολύ ανόμοιο βαρυτικό πεδίο. Η επιτάχυνση της βαρύτητας στην επιφάνεια είναι ελάχιστη στα άκρα εξαιτίας της γρήγορης περιστροφής, αλλά είναι μικρότερη και κοντά στη «μέση», εξαιτίας της κατανομής της μάζας του αστεροειδούς στα δύο μέρη.
Η Ίδη περιστρέφεται γύρω από τον εαυτό της μία φορά κάθε 4 ώρες και 38 λεπτά, μία από τις ταχύτερες ιδιοπεριστροφές αστεροειδούς που είναι γνωστές. Η σταθερή, με βραδύτατη μετάπτωση, περιστροφή, υποδηλώνει ότι δεν υπάρχουν μεγάλες διακυμάνσεις της πυκνότητας στο εσωτερικό του σώματος. Ο άξονας περιστροφής της Ίδης μεταπίπτει με περίοδο 77 χιλιάδες χρόνια εξαιτίας των παλιρροϊκών δυνάμεων του Ηλίου που επιδρούν πάνω στο μη σφαιρικό σχήμα του αστεροειδούς.

Επιφανειακά χαρακτηριστικά

Η επιφάνεια της Ίδης φέρει κρατήρες, αυλακώσεις, μικρές λοφοσειρές και άλλες προεξοχές. Καλύπτεται από ένα παχύ στρώμα ρηγολίθου, χαλαρού πετρώματος που αποκρύπτει τα υποκείμενα συμπαγή πετρώματα.

Ρηγόλιθος

Το πάχος του στρώματος του ρηγολίθου κυμαίνεται μεταξύ 50 και 100 μέτρων. Αυτό το υλικό σχηματίζεται από συγκρούσεις άλλων σωμάτων και ανακατανέμεται πάνω στην επιφάνεια από γεωλογικές διαδικασίες. Το Γκαλιλέο παρατήρησε ενδείξεις πρόσφατων κατολισθήσεων τέτοιων συντριμμάτων πάνω στον αστεροειδή.
Ο ρηγόλιθος της Ίδης αποτελείται από τα πυριτικά ορυκτά ολιβίνη και πυρόξενο. Εξαιτίας της διαστημικής αποσάθρωσης, η εμφάνισή του μεταβάλλεται με το χρόνο: ο παλαιότερος ρηγόλιθος εμφανίζεται πιο κόκκινος από τον πρόσφατο.
Περί τους 20 μεγάλους ογκόλιθους, διαστάσεων 40 ως 150 μέτρων, ανακαλύφθηκαν στον ρηγόλιθο της Ίδης, και αποτελούν τα μεγαλύτερα κομμάτια ρηγόλιθου. Επειδή οι ογκόλιθοι πρέπει να διασπώνται σχετικώς γρήγορα από νέες προσκρούσεις μετεωροειδών, όσοι είναι ορατοί στην επιφάνεια είτε θα σχηματίσθηκαν πρόσφατα, είτε αποκαλύφθηκαν πρόσφατα από κάποια πρόσκρουση. Οι περισσότεροι βρίσκονται μέσα στους κρατήρες Λασκώ και Μαμμούθ, αλλά ίσως δεν σχηματίσθηκαν εκεί. Αυτή η περιοχή προσελκύει θραύσματα εξαιτίας του ιδιόμορφου βαρυτικού πεδίου της Ίδης. Κάποιοι ίσως να εκτινάχθηκαν εκεί από τον νεαρό κρατήρα Ατσούρα στην αντίθετη πλευρά του αστεροειδούς.

Δομές

Αρκετές μεγάλες δομές σημαδεύουν την επιφάνεια της Ίδης. Ο αστεροειδής εμφανίζεται να διαιρείται σε δύο ήμισυ, που αναφέρονται ως «Περιοχή 1» και «Περιοχή 2». Η Περιοχή 1 με τη σειρά της έχει δύο μεγάλες δομές: μία εξέχουσα λοφοσειρά μήκους 40 χλμ. που ονομάστηκε Ράχη Τάουνσεντ (Townsend Dorsum) και μία δαντελωτή διαμόρφωση που ονομάστηκε Βιέννη (Vienna Regio).
Η Περιοχή 2 επιδεικνύει αρκετές ομάδες αυλακιών, συνήθως με πλάτος μέχρι 100 μέτρα και μήκος μέχρι 4 χλμ. Βρίσκονται κοντά στους κρατήρες Λασκώ, Μαμμούθ και Κάρτσνερ (Kartchner), αλλά δεν συνδέονται με αυτούς.

Κρατήρες

Η επιφάνεια της Ίδης φέρει πολλούς κρατήρες (μία από τις μεγαλύτερες πυκνότητες κρατήρων για σώμα του Ηλιακού Συστήματος), που εμφανίζουν μεγάλη ποικιλία διαστάσεων και ηλικιών. Οι προσκρούσεις μικρότερων αστεροειδών και μετεωροειδών υπήρξαν η κύρια διαδικασία που διαμόρφωσε την επιφάνειά της. Η δημιουργία κρατήρων έχει φθάσει το σημείο κορεσμού, δηλαδή οι νέες προσκρούσεις εξαλείφουν τα σημάδια των παλαιότερων, αφήνοντας τον συνολικό αριθμό κρατήρων σταθερό. Οι αρχαιότεροι κρατήρες έχουν ηλικίες συγκρίσιμες με την ηλικία του ίδιου του αστεροειδούς, έχοντας ίσως σχηματισθεί κατά τη διάσπαση του πρωταρχικού σώματος που δημιούργησε την Οικογένεια της Κορωνίδος. Ο μεγαλύτερος κρατήρας, ο Λασκώ, έχει διάμετρο σχεδόν 12 χλμ. Η Περιοχή 2 περιέχει όλους σχεδόν τους κρατήρες που είναι μεγαλύτεροι από 6 χιλιόμετρα. Κάποιοι κρατήρες σχηματίζουν αλυσίδες κρατήρων.
Στους μεγαλύτερους κρατήρες της Ίδης δόθηκαν ονόματα σπηλαίων και σηράγγων λάβας πάνω στη Γη. Μία εξαίρεση στη μορφολογία τους είναι ο νέος και ασύμμετρος κρατήρας Φίνγκαλ, που έχει ένα έντονο όριο ανάμεσα στο εσωτερικό του και στο τοίχωμά του από τη μία πλευρά του. Επίσης, σημαντικός κρατήρας είναι ο Αφόν, που ορίζει τον πρώτο Ιδαίο μεσημβρινό.
Οι κρατήρες έχουν απλή δομή, με σχήμα μπολ, χωρίς επίπεδους πυθμένες ή κεντρικές κορυφές. Η κατανομή τους στην Ιδαία επιφάνεια είναι ομοιόμορφη, εκτός από ένα έξαρμα βόρεια του κρατήρα Τσουκουτιέν, που έχει λιγότερους κρατήρες ανά μονάδα επιφάνειας. Τα συντρίμματα που εκτοξεύουν οι προσκρούσεις αποτίθενται διαφορετικά στην Ίδη από τη Σελήνη ή τους πλανήτες, εξαιτίας της ταχύτερης περιστροφής, της πολύ μικρής βαρύτητας και του ακανόνιστου σχήματος. Οι στρώσεις των συντριμμάτων είναι άνισες γύρω από τους κρατήρες τους, ενώ τα περισσότερα θραύσματα διαφεύγουν για πάντα από τον αστεροειδή.

Σύσταση

Η σύσταση του Ιδαίου εσωτερικού δεν έχει αναλυθεί άμεσα, αλλά πρέπει να είναι παρόμοια με το υλικό των χονδριτών μετεωριτών, σύμφωνα με τις παρατηρούμενες μεταβολές του χρώματος της επιφάνειας και τη μέση πυκνότητα του αστεροειδούς των 2,27 ως 3,10 gr/cm³. Τα πυριτικά ορυκτά ολιβίνης και πυρόξενος ανιχνεύθηκαν στην επιφάνεια από το Γκαλιλέο. Η περιεκτικότητα σε ορυκτά φαίνεται να είναι ομογενής σε όλη την έκταση του αστεροειδούς: Το Γκαλιλέο βρήκε ελάχιστες μεταβολές στην επιφάνεια, ενώ η περιστροφή του αστεροειδούς υποδηλώνει σταθερή πυκνότητα. Αν η σύστασή της είναι παρόμοια με εκείνη των μετεωριτών OC, οι οποίοι έχουν πυκνότητες από 3,48 ως 3,64 gr/cm³, η Ίδη είναι πορώδης σε ποσοστό 11–42%.
Το εσωτερικό του αστεροειδή πιθανώς περιέχει ποσότητες θραυσμάτων από προσκρούσεις που ονομάζονται «μεγαρηγόλιθος». Το Ιδαίο στρώμα μεγαρηγόλιθου θα πρέπει να εκτείνεται από λίγες εκατοντάδες μέτρα κάτω από την επιφάνεια μέχρι βάθους λίγων χιλιομέτρων. Ακόμα και στον πυρήνα του αστεροειδούς, το συμπαγές πέτρωμα ίσως έχει μερικώς ρηγματωθεί κάτω από τους μεγάλους κρατήρες Μαμμούθ, Λασκώ και Ουντάρα.

Τροχιά

Η Ίδη είναι μέλος της Οικογένειας αστεροειδών της Κορωνίδος στην Κύρια Ζώνη Αστεροειδών. Η Ίδη περιστρέφεται γύρω από τον Ήλιο σε μία μέση απόσταση 2.862 ΑΜ μια φορά κάθε 4,84089 χρόνια σχεδόν στο επίπεδο της εκλειπτικής.

Προέλευση

Η Ίδη προήλθε από τη διάσπαση του πρόδρομου ουράνιου σώματος της Οικογένειας αστεροειδών της Κορωνίδος, διαμέτρου περίπου 120 χλμ. Αυτός ο «προγεννήτωρ» είχε ήδη μερικώς διαφοροποιημένο εσωτερικό, με τα βαρύτερα στοιχεία (μέταλλα) καταβυθισμένα στον πυρήνα του. Η Ίδη κληρονόμησε αμελητέες ποσότητες αυτού του υλικού του αρχικού πυρήνα. Δεν είναι γνωστό πότε διασπάσθηκε αυτό το αρχικό σώμα, αλλά σύμφωνα με μία ανάλυση του αριθμού Ιδαίων κρατήρων, η επιφάνεια της Ίδης έχει ηλικία πάνω από 1 δισεκατομμύριο χρόνια. Ωστόσο, το σύστημα Ίδης-Δακτύλου εκτιμάται ότι δεν μπορεί να έχει επιζήσει πάνω από 100 εκατομμύρια χρόνια.