(10) Гігея

10 Гігея () — вялікі астэроід, які абарачаецца ў знешняй частцы галоўнага пояса астэроідаў, паміж арбітамі Марса і Юпітэра. Гэта дзясяты адкрыты астэроід: яго выявіў 12 красавіка 1849 года італьянскі астраном Анібале дэ Гаспарыс у астранамічнай абсерваторыі Кападымонтэ ў Неапалі. Назву аб’ект атрымаў у гонар старажытнагрэчаскай багіні здароўя ГігеіDictionary of minor planet names. Lutz D. Schmadel, International Astronomical Union..

Гігея з’яўляецца чацвёртым па аб’ёме і масе аб’ектам у галоўным поясе астэроідаў, пасля Цэрэры, Весты і Палады. Яе сярэдні дыяметр складае прыкладна 433 км. Маса Гігеі складае каля 3 % ад агульнай масы пояса астэроідаў. На паверхні выяўлены два вялікія кратары дыяметрам каля 100 і 180 км. Дзякуючы яе памерам і форме, Гігею часам разглядаюць як патэнцыйную карлікавую планету, падобна да Цэрэры. Паверхня Гігеі цёмная і багатая на вуглярод, складаецца пераважна з сілікатных гідратаваных мінералаў, якія ўтрымліваюць ваду, амоній і карбанаты. Па складзе і будове Гігея мае шмат агульнага з Цэрэрай, што можа сведчыць пра падобную гісторыю фарміравання.

Гігея з’яўляецца галоўным аб’ектам сямейства Гігеі — вялікай групы астэроідаў з падобнымі арбітамі і хімічным складам. На сённяшні дзень да гэтай групы належаць больш за 7 000 вядомых астэроідаў. На думку навукоўцаў, сямейства Гігеі ўтварылася ў выніку магутнага сутыкнення, якое адбылося прыблізна 2-3 мільярды гадоў таму. Тады Гігея была разбурана на шматлікія аскепкі, аднак з часам частка іх паўторна сабралася, сфарміраваўшы сучаснае цела амаль сферычнай формы.

 Гісторыя 

 Адкрыццё 
міні|злева|Анібале дэ Гаспарыс
Гігею адкрыў італьянскі астраном Анібале дэ Гаспарыс увечары 12 красавіка 1849 года ў абсерваторыі Кападымонтэ ў Неапалі, Італія. У той вечар ён працаваў са спецыяльным тэлескопам — экватарыяльным тэлескопам Райхенбаха — і назіраў участак неба ў зоне, што называецца 12-й гадзінай прамога ўзыходжання. Гэта была частка вялікага праекта дэ Гаспарыса па складанні каталога зорак уздоўж нябеснага экватара, уключна з вельмі цьмянымі зоркамі да 14-й зорнай велічыні, даволі слабымі для назірання.

Параўноўваючы свае назіранні з тагачаснымі зорнымі картамі, у прыватнасці картай Берлінскай акадэміі навук, дэ Гаспарыс заўважыў новы аб’ект, падобны на слабую зорку з бляскам каля 9-10 зорнай велічыні, які раней не фігураваў на картах. Праз некалькі дзён надвор’е перашкодзіла працягнуць назіранні, але 14 і 17 красавіка яму ўдалося зноў убачыць гэты аб’ект. Назіраючы за ягоным становішчам у розныя дні, дэ Гаспарыс заўважыў, што аб’ект перамясціўся. Гэта сведчыла, што гэта не звычайная зорка, а нябеснае цела, якое рухаецца па небе. Па характары руху вучоны выказаў здагадку, што гэта новая «планета», якая рухаецца паміж арбітамі Марса і Юпітэра — іншымі словамі, гэта быў новы астэроід.

Пра сваё адкрыццё дэ Гаспарыс паведаміў Фабры Скарпеліні — сакратару бюлетэня навуковай карэспандэнцыі ў Рыме. Той перадаў навіну Генрыху Хрысціяну Шумахеру — рэдактару вядомага астранамічнага часопіса «Astronomische Nachrichten», які апублікаваў паведамленне 11 мая 1849 года.

Гігея стала першым астэроідам, адкрытым дэ Гаспарысам, і дзясятым астэроідам, адкрытым у гісторыі астраноміі ў цэлым. У наступныя гады, з 1850 па 1853 год, вучоны адкрыў яшчэ шэсць астэроідаў, а ў 1860-х — яшчэ два.

 Назва 
Пасля адкрыцця астэроіда дэ Гаспарыс звярнуўся да свайго сябра, дырэктара абсерваторыі Кападымонтэ, Эрнеста Капочы Бельмонтэ, каб той дапамог выбраць імя для новага аб’екта ў знак падзякі за падтрымку і парады. Капочы прапанаваў назваць астэроід «Ігея» — так па-італьянску гучыць імя Гігіеі, грэчаскай багіні здароўя і дачкі Асклепія, бога медыцыны. Дэ Гаспарыс дадаў да гэтай назвы прыметнік «Барбоніка» ў гонар караля Фердынанда II Бурбона, кіраўніка Каралеўства Абедзвюх Сіцылій, які падтрымліваў дзейнасць абсерваторыі Кападымонтэ. Разам яны даслалі ліст з прапановай імя «Ігея Барбоніка» (у перакладзе — «Бурбонская Гігея») самому каралю Фердынанду II 8 мая 1849 года. Лічыцца, што такі жэст ушанавання кіруючай дынастыі дапамог дэ Гаспарысу і Капочы пазбегнуць пакаранняў за іхні ўдзел у ліберальных рухах 1848 года.

Назва «Ігея Барбоніка» не згадвалася ў першых паведамленнях пра адкрыццё астэроіда Гігеі, якія дасылалі еўрапейскім навукоўцам. Калі англійскі астраном Джон Гершэль даведаўся пра гэта адкрыццё ад сваіх калег з Неапаля, ён прапанаваў іншую назву — «Парфенопа». Гэта імя паходзіць ад сірэны Парфенопы з грэчаскіх легенд, якая, паводле міфа, заснавала горад Неапаль. У лісце, напісаным у красавіку 1849 года англійскаму матэматыку Аўгустусу дэ Моргану, Гершэль адзначаў:

Джон Гершэль перапісваўся з іншымі еўрапейскімі вучонымі і астраномамі, каб даведацца іхняе меркаванне наконт назвы «Парфенопа» для астэроіда, адкрытага дэ Гаспарысам. Аднак да таго часу, як Гершэль звярнуўся непасрэдна да дэ Гаспарыса, астэроід ужо амаль месяц меў імя «Гігея». Рэдактар астранамічнага часопіса «Astronomische Nachrichten» Генрых Шумахер, даведаўшыся пра прапанаваную дэ Гаспарысам і Капочы назву, выказаў сваю незадаволенасць у лісце да Гершэля ад 26 чэрвеня 1849 года. Ён скардзіўся, што імя напісана па-італьянску, а не на лаціне, якая звычайна выкарыстоўвалася для назваў планет і астэроідаў. Нягледзячы на гэта, дэ Гаспарыс падтрымаў прапанову Гершэля і вырашыў выканаць ягонае пажаданне. Ужо 11 мая 1850 года ён адкрыў іншы астэроід — 11 Парфенопа, і ў сваім паведамленні падзякаваў Гершэлю за выбар імя.

Існуе некалькі варыянтаў лацінскага напісання назвы Гігеі: Hygièa, Hygia і Hygea. Сучасная англійская форма — Hygiea — выкарыстоўваецца радзей і з’яўляецца варыянтам імя багіні, якую па-грэчаску называюць Ὑγίεια (Hygieia) або Ὑγεῖα (Hygeia). У 1850-х гадах астраномы часцей за ўсё пісалі назву як Hygeia, часам — як Hygea. Аднак да 1860-х гадоў самым распаўсюджаным стаў варыянт Hygiea. Англійскі астраном Джон Расэл Хайнд паведамляў, што прыметнік «Барбоніка», які спачатку дадавалі да назвы, перасталі выкарыстоўваць ужо з 1852 года.

 Сімвал і абазначэнне 
Як і ўсе астэроіды, адкрытыя да яе, Гігея атрымала ўласны астранамічны сімвал. У сярэдзіне XIX стагоддзя такія сімвалы шырока выкарыстоўвалі ў астранамічных табліцах і тэкстах для абазначэння астэроідаў — падобна да сімвалаў планет. Сімвал для Гігеі прапанаваў сам яе першаадкрывальнік, Анібале дэ Гаспарыс. У лісце да англійскага астранома Джона Расэла Хайнда, напісаным 4 лістапада 1850 года, ён растлумачыў, што сімвал Гігеі — гэта змяя (як грэчаская літара дзэта ζ), увянчаная зоркай. На выгляд гэты сімвал сапраўды нагадвае змяю, над якой размешчана зорка (спасылка=https://en.wikipedia.org/wiki/File:Hygiea_symbol_(original,_fixed_width).svg|альт=Дзэтападобная змяя, увянчаная зоркай|24x24пкс|Традыцыйны планетарны сімвал для (10) Гігеі). Змяя — традыцыйны атрыбут багіні Гігіеі, заступніцы здароўя. Яе часта адлюстроўваюць з чашай, з якой п’е змяя, і гэты вобраз стаў настолькі пазнавальным, што цяпер выкарыстоўваецца як міжнародны фармацэўтычны сімвал.

Праз тое, што сімвал для Гігеі абвясцілі занадта позна, яго не паспелі ўключыць у наступныя астранамічныя альманахі. У прыватнасці, яго не было ў «Berliner Astronomisches Jahrbuch» за 1850 год і ў «American Ephemeris and Nautical Almanac» за 1852 год. Гэта быў першы выпадак, калі астэроід з’явіўся ў такіх выданнях без астранамічнага сімвала. Амерыканскі астраном Бенджамін Аптарп Гулд у студзеньскім выпуску «Astronomical Journal» за 1852 год па-свойму інтэрпрэтаваў сімвал Гігеі. Ён лічыў, што гэта павінен быў быць посах Асклепія — палка, вакол якой абвіваецца змяя (посилання=https://en.wikipedia.org/wiki/File:Rod_of_Asclepius_(fixed_width).svg|24x24пкс|Посах Асклепія). Гэты вобраз з’яўляецца класічным сімвалам медыцыны і добра вядомы нават сёння.

Абодва сімвалы, якія калісьці прапаноўвалі для абазначэння Гігеі, сёння амаль не выкарыстоўваюцца. Прычына простая — колькасць адкрытых астэроідаў з цягам часу пачала імкліва расці, і ствараць унікальны сімвал для кожнага стала проста немагчыма. У 1851 годзе нямецкі астраном Іаган Франц Энке прапанаваў новую, больш зручную сістэму: замест сімвалаў указваць парадкавы нумар адкрыцця ў маленькім крузе. Для Гігеі, як дзясятага адкрытага астэроіда, гэта быў бы сімвал ⑩. З часам астраномы пачалі актыўна выкарыстоўваць гэтую сістэму ў навуковых тэкстах. Аднак, калі астэроідаў стала яшчэ больш, нават лічбы ў кружочках аказаліся нязручнымі. У выніку ўвялі сучаснае правіла: пісаць нумар адкрыцця ў дужках перад назвай аб’екта. Таму зараз Гігею пазначаюць як (10) Hygiea або проста 10 Hygiea.

Цэнтр малых планет выкарыстоўвае для Гігеі часовыя абазначэнні A849 GA і A900 GA. Абазначэнне A849 GA адпавядае даце адкрыцця Гігеі — 1849 года, а A900 GA — выпадковаму паўторнаму назіранню ў 1900 годзе, калі Гігею зноў сфатаграфавалі падчас агляду неба, які праводзіла Гарвардская абсерваторыя ў Арэкіпе, Перу (у каталогу яна часова значылася як Arequipa 38).

Гігею часам згадваюць і ў астралогіі, але тут узнікла блытаніна з сімваламі. Замест правільнага сімвала — посаха Асклепія (посилання=https://en.wikipedia.org/wiki/File:Rod_of_Asclepius_(fixed_width).svg|24x24пкс|Посах Асклепія) — яе пазначаюць кадуцэем Меркурыя, жазлом з дзвюма змеямі, які насамрэч не мае дачынення да медыцыны (посилання=https://en.wikipedia.org/wiki/File:Hygiea_symbol_(fixed_width).svg|24x24пкс|Astrological symbol for Hygiea).

 Класіфікацыя 
міні|На гэтым графіку, выкарыстаным у праекце прапановы МАС у 2006 годзе, Гігея пазначана як патэнцыйная планета.
Першыя чатыры адкрытыя астэроіды — Цэрэра (1801), Палада (1802), Юнона (1804) і Веста (1807) — спачатку лічыліся сапраўднымі планетамі. На працягу першай паловы XIX стагоддзя іх часта так і называлі, а некаторыя астраномы лічылі іх планетамі нават да канца стагоддзя. Да моманту адкрыцця Гігеі ў 1849 годзе стаўленне да такіх аб’ектаў пачало змяняцца. На працягу некалькіх гадоў пасля адкрыцця Гігею яшчэ часам называлі планетай, але ўжо каля 1852 года ў астранамічных публікацыях пачалі выкарыстоўваць іншыя тэрміны — «малая планета» або «астэроід». Гэтыя назвы з’явіліся яшчэ да адкрыцця Гігеі, але менавіта ў 1850-х гадах, калі адкрыцці новых астэроідаў пачалі адбывацца ўсё часцей, яны сталі стандартнымі. У другой палове XIX стагоддзя астраномы пачалі ўспрымаць астэроіды як асобны клас нябесных цел — групу аб’ектаў, якія маюць агульныя ўласцівасці: напрыклад, падобныя арбіты або падобны склад. Праз гэта індывідуальныя асаблівасці асобных астэроідаў сталі менш важнымі, і іх усё часцей разглядалі ў кантэксце ўсёй групы.

У 2006 годзе Міжнародны астранамічны саюз (МАС) працаваў над новым вызначэннем паняцця «планета», разглядаючы магчымасць залічыць Гігею або да планет, або да новай катэгорыі — карлікавых планет. Рашэнне залежала ад таго, ці з’яўляецца Гігея дастаткова масіўнай, каб пад дзеяннем уласнай гравітацыі набыць амаль сферычную форму — гэта значыць знаходзіцца ў стане гідрастатычнай раўнавагі. У 2019 годзе з дапамогай сучасных тэлескопаў астраномам удалося ўпершыню дакладна разгледзець форму Гігеі — яна аказалася амаль сферычнай, гэта значыць сапраўды дасягнула гідрастатычнай раўнавагі. Некаторыя даследчыкі — у прыватнасці П’ер Вернаца і ягоныя калегі — лічаць, што Гігея адпавядае ўсім сучасным крытэрыям для таго, каб лічыцца карлікавай планетай. Калі Міжнародны астранамічны саюз афіцыйна прызнае гэта, Гігея стане самай маленькай сярод вядомых карлікавых планет. Аднак на 2025 год яна не мае такога статусу.

 Фізічныя характарыстыкі 

 Арбіта 
міні|Схема арбіты Гігеі (белая), з пазначанымі арбітамі планет зямной групы і Юпітэра.
Гігея абарачаецца вакол Сонца на сярэдняй адлегласці (вялікая паўвось) прыкладна 3,14 астранамічных адзінак — гэта каля 470 мільёнаў кіламетраў. Яна размешчана ў знешняй частцы галоўнага пояса астэроідаў — вобласці паміж арбітамі Марса і Юпітэра, дзе абарачаецца мноства малых цел Сонечнай сістэмы. На адзін абарот вакол Сонца Гігея затрачвае 5,57 зямнога года. Яе арбіта мае эліптычную форму. Бліжэй за ўсё да Сонца (у перыгеліі) яна набліжаецца на 2,79 астранамічнай адзінкі (каля 420 млн км), а найдалей (у афеліі) аддаляецца на 3,49 а. а. (прыкладна 520 млн км). Арбіта Гігеі амаль ляжыць у плоскасці Сонечнай сістэмы: яе нахіл да экліптыкі складае ўсяго 3,8°. Хоць Гігея знаходзіцца паміж Марсам і Юпітэрам, яна ніколі не набліжаецца да іх занадта блізка. Найменшая адлегласць паміж ёй і арбітай Марса — каля 1,24 а. а. (гэта значыць 186 млн км), а да Юпітэра — 1,54 а. а. (прыкладна 230 млн км).

Гігея знаходзіцца ў арбітальным рэзанансе сярэдняга руху з дзвюма найбуйнейшымі планетамі Сонечнай сістэмы — Юпітэрам і Сатурнам. Хуткасці яе абароту вакол Сонца матэматычна звязаны з хуткасцямі абароту Юпітэра і Сатурна па формуле:

,

дзе n — сярэдняя вуглавая хуткасць або частата абароту кожнага цела.

Праз гэты рэзананс арбіта Гігеі змяняецца хаатычна. Гэта не азначае, што яна раптам зменіць свой кірунак або выляціць з Сонечнай сістэмы, але прадказаць яе дакладнае становішча ў прасторы з часам становіцца ўсё складаней. Гэта звязана з паняццем часу Ляпунова — перыяду, за які нават найменшыя пачатковыя змены ў становішчы Гігеі прыводзяць да вялікіх адхіленняў у будучым руху. Для Гігеі гэты час складае каля 14−16 тысяч гадоў. Гэта даволі кароткі адрэзак часу ў параўнанні з узростам Сонечнай сістэмы, таму праз столькі гадоў прадказаць дакладную арбіту Гігеі практычна немагчыма.

Іншыя астэроіды часам пралятаюць вельмі блізка ад Гігеі — настолькі, што яе гравітацыя можа змяняць іхнія арбіты. Дзякуючы такім гравітацыйным узаемадзеянням астраномы могуць ацаніць масу Гігеі. У 2002 годзе было праведзена даследаванне, якое выявіла 40 астэроідаў, якія паміж 1970 і 2000 гадамі праходзілі на адлегласці менш за 0,05 астранамічнай адзінкі (прыкладна 7,5 мільёна кіламетраў) ад Гігеі.

 Абарачэнне 
міні|Крывая бляску Гігеі, вымераная тэлескопам TRAPPIST у 2018 годзе.
Гігея абарачаецца вакол уласнай восі прыкладна за 13 гадзін 49,5 хвілін. Гэты перыяд абарачэння вызначылі вельмі дакладна, з хібнасцю ўсяго каля 0,2 секунды, дзякуючы прамым назіранням і аналізу змены яркасці астэроіда з часам. З Зямлі заўважна, што яркасць Гігеі змяняецца прыкладна на 15 % ад сярэдняга ўзроўню. Гэта адбываецца таму, што розныя часткі яе паверхні адлюстроўваюць святло па-рознаму, і па меры абарачэння да нас па чарзе паварочваюцца ўчасткі з розным адлюстраваннем.

Вось абарачэння Гігеі накіравана амаль у бок паўднёвага полюса плоскасці экліптыкі. Па каардынатах гэта прыкладна экліптычная даўгата 306° і шырата −29°, з хібнасцю ± 3°. Гэты нахіл восі вельмі вялікі — каля 120° адносна плоскасці экліптыкі. Паколькі гэты вугал большы за 90°, Гігея абарачаецца рэтраградна — гэта значыць у напрамку, процілеглым руху сваёй арбіты вакол Сонца.

Паводле першых ацэнак перыяду абарачэння Гігеі, зробленых яшчэ ў 1950-х гадах, поўны абарот Гігеі вакол сваёй восі доўжыцца прыкладна 18 гадзін. Пазнейшыя даследаванні, у прыватнасці з 1991 года, давалі яшчэ большыя значэнні — каля 27,6 гадзіны. Гэтыя недакладнасці тлумачацца тым, што тады не было дастаткова якасных даных. Раннія вымярэнні грунтаваліся на абмежаваных назіраннях, і на іхняй аснове немагчыма было пабудаваць надзейную крывую бляску. Толькі дзякуючы выявам высокага разрознення, атрыманым у 2010-х гадах з дапамогай сучасных тэлескопаў, удалося дакладна вымераць перыяд абарачэння Гігеі: 13,83 гадзіны. Такім чынам высветлілася, што яна абарачаецца прыкладна ўдвая хутчэй, чым лічылі раней.

 Памер і маса 
міні|Адносныя памеры чатырох найбуйнейшых астэроідаў.
Гігея — чацвёрты па памерах і масе астэроід у галоўным поясе, які ляжыць паміж арбітамі Марса і Юпітэра. Яе сярэдні дыяметр складае прыкладна 433 кіламетры (з хібнасцю ± 8 км). Маса Гігеі ацэньваецца як каля (8,74 ± 0.69) × 10¹⁹ кілаграмаў — гэта прыкладна 1/10 ад масы найбуйнейшага астэроіда, Цэрэры. Нягледзячы на тое, што яна істотна саступае Цэрэры па памерах і масе, Гігея з’яўляецца найбуйнейшым аб’ектам у знешняй частцы галоўнага пояса і складае прыкладна 3 % ад усёй масы пояса астэроідаў. Разам з Цэрэрай, Паладай і Вестай Гігею часам уключаюць у групу «Вялікай чацвёркі» найбуйнейшых астэроідаў, хоць гістарычна гэтым тэрмінам абазначалі не найбуйнейшыя па памерах, а першыя чатыры адкрытыя астэроіды — Цэрэру, Паладу, Юнону і Весту. Статус чацвёртага па памеры астэроіда Гігея атрымала толькі ў 1974 годзе, калі астраном Дэвід Морысан упершыню вымераў яе памеры і альбеда (адбіўную здольнасць паверхні) з дапамогай інфрачырвонага выпраменьвання.

Самыя дакладныя вымярэнні памераў Гігеі на сёння былі зроблены з дапамогай аднаго з наймагутнейшых тэлескопаў у свеце — ВВТ (Вельмі вялікі тэлескоп), які размешчаны ў Чылі. Гэты тэлескоп мае спецыяльную сістэму, якая кампенсуе скажэнні, выкліканыя атмасферай Зямлі, таму дазваляе атрымліваць вельмі выразныя выявы далёкіх касмічных аб’ектаў. Дзякуючы гэтаму астраномы змаглі наўпрост сфатаграфаваць Гігею і дакладна вызначыць яе дыяметр. Масу Гігеі можна вылічыць, назіраючы яе ўплыў на іншыя аб’екты. Калі іншы астэроід пралятае паблізу, гравітацыя Гігеі крыху змяняе ягоную траекторыю. Калі вымераць гэтае змяненне да і пасля збліжэння, можна даведацца, наколькі моцным быў уплыў — а значыць, і якую масу мае сама Гігея. Першую спробу вызначыць яе масу зрабілі яшчэ ў 1986 годзе. Тады навукоўцы прааналізавалі, як астэроід пад назвай (829) Акадэмія змяніў свой шлях пасля таго, як 19 мая 1927 года праляцеў на адлегласці ўсяго 900 тысяч кіламетраў ад Гігеі.

 Сямейства Гігеі 
міні|Размяшчэнне і будова сямейства Гігеі

Гігея з’яўляецца галоўным целам так званага сямейства Гігеі — вялікай групы астэроідаў, якія маюць падобныя арбіты і падобны склад, што ўказвае на іхняе агульнае паходжанне. Да гэтага сямейства належыць больш за 7 000 астэроідаў, што робіць яго найбуйнейшым сярод астэроідных сямействаў у знешняй частцы галоўнага пояса. Большасць з іх належаць да астэроідаў класа C. Вучоныя лічаць, што гэтае сямейства ўтварылася прыкладна 2-3 мільярды гадоў таму ў выніку магутнага сутыкнення, калі вялікі касмічны аб’ект ударыў па Гігеі, выкінуўшы ў космас значную частку яе матэрыялу. Паводле ацэнак, у выніку гэтага ўдару было выкінута не менш за 1,7 % ад першапачатковай масы самога астэроіда. Памер аб’екта, што сутыкнуўся з Гігеяй і ўтварыў гэтую сям’ю, мог складаць ад 75 да 150 кіламетраў у дыяметры. Астэроід Гігея ўтрымлівае амаль усю масу гэтай групы — больш за 98 % ад агульнай масы ўсяго сямейства.

 Геалогія 

 Форма, кратары і рэльеф 
міні|Мадэль формы Гігеі з трох узаемна артаганальных праекцый
Гігея мае амаль сферычную або эліпсоідную форму з памерамі прыкладна 450 × 430 × 424 км. Хібнасць вымярэнняў складае каля ±10 км для экватарыяльных восяў і ±20 км для палярнай восі. Гігея з’яўляецца другой па ступені сферычнасці сярод усіх астэроідаў галоўнага пояса пасля Цэрэры. Такая амаль шарападобная форма сведчыць пра тое, што Гігея знаходзіцца ў стане гідрастатычнай раўнавагі — гэта значыць яе форма сфарміравалася пад уплывам уласнай гравітацыі, якая імкнецца надаць целу максімальна кампактную і сіметрычную форму. Сплюшчанасць на полюсах і абарачальны рух Гігеі вельмі блізкія да формы, вядомай як сфероід Макларэна — гэта форма, якую прымае абарачальнае, самагравітацыйнае, вадкае цела ў стане гідрастатычнай раўнавагі.

міні|Два вялікія кратары Гігеі Сэрпенс і Калікс
У адрозненне ад большага астэроіда Весты, Гігея не мае вялікіх ударных кратараў або басейнаў, якія маглі б істотна скажаць яе сферычную форму. Па высакаякасных выявах, атрыманых з тэлескопа ВВТ, на паверхні Гігеі выявілі толькі два вялікія кратары. Іхнія дыяметры складаюць прыкладна 180 ± 15 км і 97 ± 10 км. Абодва кратары маюць характэрныя цэнтральныя вяршыні, якія называюць цэнтральнымі пікамі — гэта грудкі ў цэнтры ўдарных западзін, што ўтвараюцца ў выніку працэсаў пасля ўдару. Даследчыкі на чале з П’ерам Вернацам, якія аналізавалі гэтыя выявы, неафіцыйна далі кратарам імёны — большы назвалі Сэрпенс (, з лаціны «змяя»), а меншы — Калікс (, лацінскае слова «чаша»). Гэтыя назвы выбраны праз сімволіку, звязаную з багіняй здароўя Гігіеяй, але пакуль не зацверджаны Міжнародным астранамічным саюзам.

 Паверхня 

 Альбеда, тэмпература і рэгаліт 
міні|Карта альбеда і ценяў паўднёвага паўшар’я Гігеі ў прамавугольнай праекцыі, пабудаваная па ВВТ-здымках. Яркая пляма прысутнічае на даўгаце 290° і шыраце −30°

Паверхня Гігеі цёмная — яе сярэдняе геаметрычнае альбеда, гэта значыць здольнасць адбіваць святло ў напрамку да назіральніка, складае ўсяго 6,3-7,2 %. Гэта азначае, што яна адбівае вельмі невялікую частку сонечнага святла, якое на яе трапляе. Яркасць паверхні Гігеі неаднародная: яна змяняецца ў залежнасці ад таго, як святло адбіваецца на розных участках. На гэтыя варыяцыі ўплываюць як адрозненні ў адбіўнай здольнасці (альбеда), так і цені, што ўтвараюцца праз асаблівасці рэльефу. На выявах, атрыманых з дапамогай тэлескопа ВВТ, відаць некалькі яркіх плям, у прыватнасці адну з самых яркіх у паўднёвым паўшар’і — прыкладна на даўгаце 290° і шыраце −30°. Гэты ўчастак адбівае на 10 % больш святла, чым сярэдняя паверхня астэроіда, што робіць яго прыкметным сярод агульнага цьмянага фону. Акрамя таго, на даўгаце 60° і шыраце 0° назіраецца вялікая цёмная зона ўздоўж экватара. Хутчэй за ўсё, гэта не рэгіён з іншым хімічным складам, а проста цень, які ўтварыўся праз асаблівасці мясцовасці.

Тэмпература на паверхні Гігеі змяняецца ў залежнасці ад некалькіх фактараў — яе абарачэння, адлегласці да Сонца, а таксама фізічных уласцівасцей паверхневага грунту, у прыватнасці рэгаліту. У самым цёплым пункце паверхні, дзе Сонца знаходзіцца непасрэдна ў зеніце, тэмпература можа дасягаць прыкладна 230 К, што адпавядае −43 °C. Аднак такая тэмпература — часовая з’ява: паколькі Гігея абарачаецца, яе асветленыя ўчасткі змяняюцца, і цяпло паступова рассейваецца. У зацененых рэгіёнах тэмпература хутка падае, што прыводзіць да сутачных ваганняў. Сярэдняя тэмпература на паверхні змяняецца і на працягу яе арбітальнага руху. Калі Гігея знаходзіцца бліжэй да Сонца, у перыгеліі, тэмпература можа падымацца да 180 К (прыкладна −93 °C), а ў афеліі — падаць да 150 К (каля −123 °C). На сваёй сярэдняй адлегласці ад Сонца — прыкладна 3,14 астранамічнай адзінкі — сярэдняя тэмпература паверхні складае каля 163 К, або −110 °C. Такі тэмпературны рэжым робіць Гігею вельмі халодным целам, пакрытым значнай колькасцю замерзлых лятучых рэчываў.

Гігею апісваюць як аб’ект з прыкметнай запыленасцю. Яе паверхня пакрыта тонкім слоем рэгаліту — дробназярністага пылу, а не вялікіх камяністых абломкаў. Гэты дробны пыл мае нізкую цеплавую інерцыю, то-бок хутка аддае назапашанае цяпло ў космас. Праз гэта тэмпература на паверхні Гігеі звычайна ніжэйшая, чым можна было б чакаць, зыходзячы з яе адлегласці ад Сонца і іншых чыннікаў. Лічыцца, што рэгаліт на Гігеі яшчэ больш дробназярністы і запылены, чым рэгаліт на Месяцы. Гэта сведчыць пра тое, што паверхня астэроіда з’яўляецца вельмі «спелай» — гэта значыць яна доўгі час падвяргалася касмічным уздзеянням, такім як удары метэарытаў і ўплыў сонечнага выпраменьвання. Гэтыя працэсы паступова руйнуюць і драбняць матэрыял, утвараючы тонкі і дробны слой пылу. Таўшчыня слоя рэгаліту на паверхні Гігеі ацэньваецца не менш чым у 8 сантыметраў. Даследаванні ўласцівасцей рэгаліту ажыццяўлялі шляхам аналізу тэмпературы астэроіда і ягонага цеплавога выпраменьвання ў розных дыяпазонах — інфрачырвоным, субміліметровым і мікрахвалевым. Вынікі паказалі, што паверхня Гігеі халаднейшая за чаканую, што абумоўлена менавіта асаблівасцямі яе рэгаліту.

 Склад 
міні|360x360пкс|Падобныя спектры Цэрэры (чырвоны) і Гігеі (сіні) у бачнай і блізкай інфрачырвонай вобласці ўказваюць на тое, што яны маюць падобны склад.

Гігея — гэта вугляродны астэроід, паверхня якога пераважна складаецца з мінералаў, што ўтрымліваюць ваду і амоній, у прыватнасці філасілікатаў і карбанатаў. Акрамя таго, на яе паверхні выяўлены прыкметы прысутнасці воднага лёду. Інфармацыя пра склад Гігеі была атрымана дзякуючы спектраскапічным назіранням — метаду, які дазваляе вызначаць хімічны склад аб’ектаў па аналізе святла, адбітага ад іхняй паверхні. Аналіз бачнага і блізкага інфрачырвонага спектраў класіфікуе Гігею як астэроід класа C. Група C-тыповых астэроідаў з’яўляецца распаўсюджанай у знешняй частцы галоўнага пояса астэроідаў — менавіта ў гэтай зоне Сонечнай сістэмы Гігея і размешчана. Гэтыя астэроіды адзначаюцца цёмнай афарбоўкай і багаццем вугляродных злучэнняў, што робіць іх важнымі аб’ектамі для вывучэння працэсаў фарміравання і эвалюцыі малых цел Сонечнай сістэмы.

Спектр і склад паверхні Гігеі вельмі падобныя да характарыстык вугляродных хандрытных метэарытаў і карлікавай планеты Цэрэры; яе нават называюць магчымым «спектральным блізнюком Цэрэры». Падабенства з вугляроднымі хандрытамі, асабліва з тыпам CM-хандрытаў, сведчыць пра тое, што Гігея зведала невялікі тэрмічны ўплыў — яе мінералы амаль не падвяргаліся высокім тэмпературам. У той жа час паверхня астэроіда зведала некаторы ўплыў вады, якая змяніла яе першасны склад. Менавіта гэта робіць Гігею прымітыўным касмічным целам, гэта значыць такім, што захавалася амаль у першапачатковым стане з часоў фарміравання Сонечнай сістэмы. Нязначныя адрозненні ў блізкім інфрачырвоным спектры паміж Гігеяй і Цэрэрай сведчаць пра тое, што канцэнтрацыі ўвільготненых і амонійзмяшчальных мінералаў на гэтых целах крыху адрозніваюцца. Назіранні з высокім разрозненнем, зробленыя касмічным тэлескопам Джэймса Уэба, паказалі, што філасілікаты на паверхні Гігеі багатыя на магній і належаць да амонійзмяшчальнага сапаніту — мінералу, які ўтвараецца ва ўмовах наяўнасці вады.

 Шчыльнасць і ўнутраная структура 
Паводле ацэнак 2020 і 2021 года, насыпная шчыльнасць Гігеі складае прыкладна 1,94 ± 0,25 г/см³ або 2,06 ± 0,20 г/см³. Гэтыя значэнні блізкія да шчыльнасці карлікавай планеты Цэрэры (2,16 г/см³), і гэта, з улікам вялікіх памераў Гігеі, можа сведчыць пра тое, што яе ўнутраная структура з’яўляецца дыферэнцыяванай. Іншымі словамі, Гігея складаецца са слаёў — больш шчыльнага ядра і менш шчыльнай абалонкі, падобна да планет.

Існуе верагоднасць таго, што пад паверхняй Гігеі ўтрымліваецца вялікая колькасць воднага лёду. На гэта ўказваюць некалькі фактараў: у прыватнасці, умерана нізкае сярэдняе значэнне яе шчыльнасці, спектраскапічныя назіранні, якія выявілі прыкметы наяўнасці воднага лёду, а таксама адсутнасць вялікіх чашападобных кратараў, якія звычайна ўтвараюцца пасля моцных сутыкненняў. Лічыцца, што лёд пад паверхняй можа «змякчаць» удары, прадухіляючы ўтварэнне такіх кратараў.

Калі браць вышэйшую ацэнку шчыльнасці — 2,06 г/см³, — то Гігея з’яўляецца адным з самых шчыльных сярод вялікіх астэроідаў C-тыпу з дыяметрам больш за 300 км. Для параўнання, шчыльнасць большасці такіх аб’ектаў вагаецца ад 1,5 да 2,16 г/см³. Даследчыкі на чале з П’ерам Вернацам лічаць, што такія значэнні шчыльнасці ўказваюць на нізкую сітаватасць унутранай структуры — гэта значыць, у адрозненне ад многіх меншых астэроідаў, Гігея мае даволі шчыльную будову. Яны таксама мяркуюць, што гэта можа быць вынікам працяглага ўплыву вады на пароды, з якіх складаецца Гігея: гэты працэс, вядомы як водная альтэрацыя, або гідратэрмальная змена (), у старажытнасці мог «сцэментаваць» першасны матэрыял, зрабіўшы цела больш трывалым і шчыльным.

 Назіранні і даследаванні 

 Назіранні 
Хаця Гігея з’яўляецца найбуйнейшым целам у знешняй частцы галоўнага пояса астэроідаў, яе бачнасць з Зямлі абмежаваная. Гэта тлумачыцца нізкім альбеда (цёмнай паверхняй з нізкай адбівальнай здольнасцю) і значнай адлегласцю ад Сонца. Праз гэта Гігея выглядае вельмі цьмянай нават нягледзячы на вялікія памеры. Сярод першых 23 адкрытых астэроідаў яна з’яўляецца трэцяй па цьмянасці: слабей за яе назіраюцца толькі (13) Эгерыя і (17) Фетыда.

Падчас звычайных супрацьстаянняў — калі Гігея знаходзіцца ў найбліжэйшым да Зямлі пункце на сваёй арбіце — яе бляск складае прыкладна +10,2 зорнай велічыні. Гэта робіць яе прыкладна ў 10 000 разоў цьмянейшай за Весту, адзін з самых яркіх астэроідаў. Каб назіраць Гігею ў такіх умовах, патрэбен тэлескоп з апертурай не менш за 4 цалі (100 мм). Аднак у спрыяльныя перыяды супрацьстаяння, калі Гігея знаходзіцца паблізу перыгелія — гэта значыць найбліжэйшага да Сонца пункта сваёй арбіты, — яе бляск можа дасягаць +9,1 зорнай велічыні. У такіх выпадках яе магчыма разгледзець нават у бінокль 10×50. Гэта вылучае Гігею сярод іншых вялікіх астэроідаў: напрыклад, (704) Інтэрамнія і (511) Давіда, якія па памеры набліжаюцца да яе, заўсёды застаюцца занадта цьмянымі для назірання без тэлескопа.

Да сённяшняга дня астраномы зафіксавалі 17 падзей пакрыцця зорак Гігеяй — калі астэроід праходзіць перад далёкім свяцілам, часова засланяючы яго. Дзве з іх, у 2002 і 2014 гадах, назіраліся шырокім колам астраномаў. Такія пакрыцці з’яўляюцца важнымі для вызначэння дакладных параметраў цела, бо дазваляюць удакладніць памеры, форму і арыентацыю восі абарачэння астэроіда. Касмічны тэлескоп «Хабл» праводзіў мэтанакіраваныя назіранні Гігеі, але не выявіў вакол яе ніводнага спадарожніка дыяметрам больш за 16 км, што сведчыць пра верагодную ізаляванасць Гігеі сярод іншых вялікіх цел пояса астэроідаў.

 Даследаванні 
Ніводная касмічная місія дагэтуль не даследавала Гігею непасрэдна. У 2006 годзе астраном Марк Сайкс разам з калегамі з Планеталагічнага інстытута () прапанаваў НАСА місію «Exploring the Very Earliest Epoch» (EVE) у рамках касмічнай праграмы «Discovery». Ідэя заключалася ў запуску мадыфікаванай версіі касмічнага апарата Dawn, які раней даследаваў Весту і Цэрэру. Згодна з прапановай, запуск павінен быў адбыцца ў кастрычніку 2011 года, а прыбыццё да Гігеі — у 2021 годзе. Аднак НАСА не зацвердзіла гэтую місію.

У 2013 годзе французскія даследчыкі П’ер Вернаца і Філіп Ламі падалі ў Еўрапейскае касмічнае агенцтва (ЕКА) канцэпцыю місіі INSIDER у рамках конкурсу сярэднебюджэтных місій. Праект прадугледжваў аблёт двух або трох вялікіх астэроідаў галоўнага пояса, з магчымасцю спуску аднаго або двух пасадачных апаратаў на іхнюю паверхню. Сярод патэнцыйных мэтаў місіі разглядаліся (10) Гігея і (24) Феміда. Аднак гэтая прапанова таксама не была адабрана ЕКА для рэалізацыі. Даследаванні такіх прымітыўных вугляродных астэроідаў, як Гігея, маглі б даць унікальныя звесткі пра іх склад і ўмовы, што панавалі ў Сонечнай сістэме на ранніх этапах яе фарміравання. Асаблівасці складу, геалогіі і эвалюцыі такіх цел маюць ключавое значэнне для разумення паходжання вады, арганікі і іншых лятучых рэчываў ва ўнутранай частцы Сонечнай сістэмы.

 У культуры 
У сусвеце «Экспансія» (; раманы Джэймса С. А. Коры і аднайменны серыял) астэроід Гігея згадваецца як месца размяшчэння Hygeia Station — вялікай касмічнай станцыі, населенай людзьмі з пояса астэроідаў. Гігея адыгрывае важную ролю ў пятым і шостым сезонах серыяла, у прыватнасці, у трэцім эпізодзе пятага сезона яна выступае як адзін з ключавых пунктаў, праз якія дзейнічае фракцыя паяснікоў пад кіраўніцтвам Марка Інароса. Як і многія іншыя пасяленні ў поясе, Гігея цярпела ад высокіх падаткаў, уведзеных ААН, што значна ўскладняла жыццё яе жыхарам. Праз гэта кошт базавых рэсурсаў на станцыі быў надзвычай высокім, а большасць насельніцтва жыла ў галечы. Такая сітуацыя спрыяла развіццю магутнага чорнага рынку, асабліва гандлю гідрапоннай прадукцыяй — раслінамі, вырашчанымі ў спецыяльных растворах без грунту. Менавіта гэтыя культуры былі жыццёва важнымі для харчавання і выжывання ў суровых умовах касмічных калоній.

 Гл. таксама 
 Спіс астэроідаў (1—100)
 Спіс планетападобных аб’ектаў

 Крыніцы 

 Спасылкі 




Катэгорыя:Астранамічныя аб’екты, адкрытыя ў 1849 годзе
Катэгорыя:Сямейства Гігеі