(253) Mathilde

(253) Mathilde es un asteroide, situado en el cinturón de asteroides, que fue descubierto por Johann Palisa en 1885. Mathilde tiene una órbita relativamente elíptica, que requiere más de cuatro años para rodear el Sol. Este asteroide realiza una rotación relativamente muy lenta, ya que precisa de 17,4 días para girar sobre su eje. Es un asteroide de tipo C, lo que quiere decir que su superficie contiene una alta proporción de carbono, lo que le convierte en una superficie oscura que refleja solo el 4 % de la luz que incide sobre ella.^[5]​

(253) Mathilde
Mathilde visto por NEAR Shoemaker.
Descubrimiento
Descubridor	Johann Palisa
Fecha	12 de noviembre de 1885
Lugar	Viena
Designaciones	1949 OL1, A915 TN
Categoría	Cinturón de asteroides
Estrella	Sol
Elementos orbitales
Longitud del nodo ascendente	179,633°
Inclinación	6,738°
Argumento del periastro	157,475°
Semieje mayor	395,949 Gm (2,64676 ua)
Excentricidad	0,266157
Anomalía media	111,960°
Elementos orbitales derivados
Época	30 de junio de 2005 (FJ 2453400.5)^[1]​
Periastro o perihelio	290,564 Gm (1,94230 ua)
Apoastro o afelio	501,334 Gm (3,35121 ua)
Período orbital sideral	1572,787 d (4,31 a)
Velocidad orbital media	17,98 km/s^[Nota 1]​
Características físicas
Masa	1,033(±0,044)×10^17kg^[2]​
Densidad	1,3 g/cm³^[2]​
Diámetro	52,8 km^[1]​ (66×48×46 km^[3]​)
Gravedad	0,0025 m/s^2^[Nota 2]​
Velocidad de escape	16,2 m/s^[Nota 3]​
Periodo de rotación	17,406±0,010 d(17d 9h 45min)^[4]​
Clase espectral	C^[1]​
Magnitud absoluta	10.3
Características atmosféricas
Temperatura	~174K^[Nota 4]​
Cuerpo celeste
Anterior	(252) Clementina
Siguiente	(254) Augusta
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Este asteroide fue avistado por la sonda espacial NEAR Shoemaker en junio de 1997, cuando esta se dirigía al asteroide (433) Eros. La nave espacial captó imágenes de un hemisferio del asteroide, dando a conocer que contenía muchos cráteres grandes que habían erosionado la superficie. Mathilde fue el asteroide más grande avistado de cerca por una sonda espacial, hasta la exploración por Dawn de Vesta en 2011, y el primer asteroide de tipo C en ser explorado.

Historia

En 1880, ofrecieron a Johann Palisa un puesto como ayudante en el recién terminado Observatorio de Viena. Al aceptar el trabajo, Palisa tuvo acceso a un nuevo telescopio refractor de 27 pulgadas, el telescopio más grande del mundo en aquel entonces. A esas alturas, Palisa ya había descubierto 27 asteroides y emplearía los telescopios de 27 y 12 pulgadas de Viena para encontrar los 94 asteroides restantes que descubriría antes de retirarse.^[6]​

Entre los descubrimientos de Johann Palisa se encuentra el asteroide (253) Mathilde, descubierto el 12 de noviembre de 1885. Los elementos orbitales iniciales del asteroide fueron calculados por V. A. Lebeuf, otro astrónomo austríaco que trabajaba en el observatorio. El nombre del asteroide fue sugerido por Lebeuf, ya que Mathilde era el nombre de la esposa de Maurice Leowy, vicedirector del Observatorio de París.^[7]​^[8]​

En 1995, mediante unas observaciones llevadas a cabo desde la Tierra, se descubrió que el asteroide Mathilde es del tipo C. También se encontró que contaba con un período excepcionalmente largo de rotación.^[8]​

El 27 de junio de 1997, la sonda espacial NEAR Shoemaker pasó a 1212 kilómetros de Mathilde mientras se desplazaba a una velocidad de 9,93 kilómetros/s. Este hecho permitió a la nave espacial capturar más de 500 imágenes de la superficie^[5]​ y proporcionó nuevos datos más exactos acerca de las dimensiones del asteroide y su masa (basada en las perturbaciones gravitacionales de la nave espacial).^[2]​ Sin embargo, solo un hemisferio de Mathilde fue fotografiado durante la aproximación.^[9]​ Este fue el tercer asteroide en ser fotografiado a poca distancia, después de Gaspra e Ida.

Descripción

 

Imagen de Damodar, uno de los mayores cráteres de (253) Mathilde.

Mathilde es muy oscuro, con un albedo comparable al del asfalto fresco^[10]​ y se supone que tiene la misma composición que los meteoritos de condrita carbonácea CI1 o CM2, con una superficie plagada de minerales filosilicatos.^[11]​ El asteroide tiene un enorme número de cráteres, los más grandes de los cuales han recibido nombres de yacimientos de carbón y cuencas del mundo entero.^[12]​ Los dos cráteres más grandes son Ishikari (29,3 kilómetros) y Karoo (33,4 kilómetros), siendo tan amplios como el radio medio del asteroide.^[3]​ Los impactos por los que se formaron los cráteres indican que estos impactos tuvieron lugar con otros asteroides de gran tamaño, por lo que se puede apreciar en las marcas del fondo de estos.^[5]​ Ninguna diferencia de resplandor o de color son visibles en los cráteres y no hay ningún aspecto de acodadura, por lo que el interior del asteroide debe ser muy homogéneo. Hay indicios de desplazamiento de materiales a lo largo de la parte sur del asteroide.^[3]​

La densidad medida por la sonda NEAR Shoemaker, 1300 kg/m³, es menor que la media del típico asteroide de condrita carbonácea, lo que puede significar que el asteroide es un montón restos compactos.^[2]​ Esto mismo pasa con otros asteroides de tipo C que han sido estudiados desde la Tierra con ópticas adaptativas (Eugenia, Antíope, Silvia y Hermiona). Hasta el 50 % del volumen interior de Mathilde consiste en un espacio vacío. Sin embargo, la existencia de cadenas montañosas de 20 kilómetros de largo puede indicar que el asteroide realmente sí que tiene alguna fuerza estructural, por lo que podría tener grandes partes de su interior compactadas.^[9]​ La baja densidad de Mathilde es un buen amortiguador de los impactos con otros asteroides, lo que ayuda a conservar los rasgos superficiales.^[3]​

La órbita de Mathilde es excéntrica y recorre los extremos exteriores del cinturón principal de asteroides. Sin embargo, la órbita se encuentra completamente entre las órbitas de Marte y Júpiter, es decir, no cruza las órbitas planetarias. Mathilde también tiene uno de los períodos de rotación más lentos de entre todos los asteroides conocidos, ya que el período medio de rotación de un asteroide es de entre 2,4 y 24 horas, cuando el suyo es de 17,4 días.^[13]​ A causa de la larga duración de su rotación, la sonda NEAR Shoemaker tan solo fue capaz de fotografiar el 60 % de la superficie del asteroide. El lento período de rotación podía ser muestra de la existencia de un satélite del asteroide. En una búsqueda realizada por la sonda, las imágenes no revelaron ningún satélite con más de 10 kilómetros de diámetro en un área a la redonda de 20 veces el radio de Mathilde.^[14]​

Notas

1. Siendo el semieje mayor a, el período T y la excentricidad e, la velocidad orbital media es:

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

   Para la circunferencia de una elipse, véase: H. St̀eocker, J. Harris (1998). Handbook of Mathematics and Computational Science. Springer. pp. 386. ISBN 0-387-94746-9. 
2. Siendo la masa m, el radio r y G la aceleración gravitacional, mediante la Ley de la gravitación universal, se obtiene que G es:

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

3. Si la aceleración gravitacional es g y el radio r, la velocidad de escape es:

   ${\displaystyle {\begin{aligned}v_{e}&={\sqrt {2gr}}\\&={\sqrt {2\cdot 0.0025\ {\mbox{m/s}}^{2}\cdot 52800\ {\mbox{m}}}}\\&=16.2\ {\mbox{m/s}}\\\end{aligned}}}$ 

4. Siendo el albedo α, el semieje mayor a, la luminosidad solar ${\displaystyle L_{0}}$ , la constante de Stefan-Boltzmann σ y la radiación infrarroja del asteroide ε (~0,9), el valor aproximado de la temperatura es:

   ${\displaystyle {\begin{aligned}T&=\left({\frac {(1-\alpha )L_{0}}{\epsilon \sigma 16\pi a^{2}}}\right)^{\frac {1}{4}}\\&=\left({\frac {(1-0.0436)(3.827\times 10^{26}\ {\mbox{W}})}{0.9(5.670\times 10^{-8}\ {\mbox{W/m}}^{2}{\mbox{K}}^{4})16\cdot 3.142(3.959\times 10^{11}\ {\mbox{m}})^{2}}}\right)^{\frac {1}{4}}\\&=173.7\ {\mbox{K}}\end{aligned}}}$ 

   Véase:Johnson, Torrence V., Paul R. Weissman, Lucy-Ann A. McFadden (2007). Encyclopedia of the Solar System. Elsevier. pp. 294. ISBN 0-12-088589-1. 

Referencias

1. Yeomans, Donald K. (29 de agosto de 2003). «253 Mathilde». JPL Small-Body Database Browser. NASA. Consultado el 12 de abril de 2008. 
2. Yeomans, D. K. et al. (1997). «Estimating the mass of asteroid 253 Mathilde from tracking data during the NEAR flyby». Science 278 (5346): 2106-9. PMID 0009405343. Consultado el 12 de abril de 2008. 
3. Veverka, J. et al. (1999). «NEAR Encounter with Asteroid 253 Mathilde: Overview». Icarus 140: 3-16. Consultado el 12 de abril de 2008. 
4. Stefano Mottola et al (1995). «The slow rotation of 253 Mathilde». Planetary and Space Science 43 (12): 1609-1613. Consultado el 12 de abril de 2008. 
5. Williams, David R. (18 de diciembre de 2001). «NEAR Flyby of Asteroid 253 Mathilde». NASA. Consultado el 12 de abril de 2008. 
6. Raab, Herbert (2002). (PDF). Astronomical Society of Linz. Archivado desde el original el 28 de septiembre de 2007. Consultado el 12 de abril de 2008. 
7. Moore, Patrick (1999). The Wandering Astronomer. CRC Press. ISBN 0-7503-0693-9. 
8. Savage, D.; Young, L.; Diller, G.; Toulouse, A. (Febrero de 1996). «Near Earth Asteroid Rendezvous (NEAR) Press Kit». NASA. Consultado el 12 de abril de 2008. 
9. Cheng, Andrew F. (2004). «Implications of the NEAR mission for internal structure of Mathilde and Eros». Advances in Space Research 33 (9): 1558-1563. Consultado el 12 de abril de 2008. 
10. Pon, Brian (30 de junio de 1999). . Heat Island Group. Archivado desde el original el 9 de mayo de 2008. Consultado el 12 de abril de 2008. 
11. Kelley,, M. S.; apellido2=Gaffey, (12-16 de marzo de 2007). «Near-IR Spectroscopy and Possible Meteorite Analogs for Asteroid (253)». En Lunar & Planetary Institute, ed. 38th Lunar and Planetary Science Conference. League City, Texas. pp. p. 2366. Consultado el 2008. 
12. Blue, Jennifer (29 de agosto de 2007). «Categories for Naming Features on Planets and Satellites». USGS. Consultado el 12 de abril de 2008. 
13. Lang, Kenneth R. (2003). «2. Asteroids and meteorites, Size, color and spin». NASA's Cosmos. NASA. Archivado desde el original el 6 de agosto de 2012. Consultado el 12 de abril de 2008. 
14. Merline, W. J. et al. (1998). «Search for Satellites of 253 Mathilde from Near-Earth Asteroid Rendezvous Flyby Data». Meteoritics & Planetary Science 33: A105. Consultado el 12 de abril de 2008. 

Bibliografía

• Bowell, Ted; and Koehn, Bruce (2 de septiembre de 2007). «The Asteroid Orbital Elements Database». Observatorio Lowell.  (enlace roto disponible en Internet Archive; véase el historial, la primera versión y la última).
• Staff (28 de agosto de 2007). «Discovery Circumstances: Numbered Minor Planets». Centro de Planetas Menores. 
• Hall, Alan (30 de junio de 1997). «NEAR-ing Mathilde». Scientific American. 

Enlaces externos

•   Wikimedia Commons alberga una categoría multimedia sobre (253) Mathilde.
• Jet Propulsion Laboratory. Datos orbitales (en inglés).
• «(253) Mathilde» (en inglés). Minor Planet Center. Consultado el 4 de junio de 2015. 

•   Datos: Q149417
•   Multimedia: 253 Mathilde