Nye og bedre bilder av Vesta

Av Erik Tronstad

Ved bruk av en ny teknikk som til en viss grad kompenserer for den utsmøringen av lys lufturoen i atmosfæren forårsaker, har astronomer nå tatt de første bildene av en asteroide der overflatedetaljer kan ses. Ved å observere Vesta med et såkalt speckleinterferometer har Jack Drummond, Andreas Eckart og Keith Hege ved University of Arizona kartlagt den ene halvkulen. Samtidig har de fått nye mål for Vestas størrelse, form og rotasjonsperiode.

Det som gjorde dette mulig var det nokså uvanlige kameraet de brukte, som var konstruert og bygd ved Harvard University. Ved Steward Observatorys 2,3 m-teleskop, der observasjonene ble foretatt, skulle en perfekt detektor i teorien kunne se detaljer helt ned til 0,06″ i synlig lys. Den eneste begrensningen ville i dette tilfellet være diffraksjon i optikken. Vanligvis forårsaker imidlertid turbulens i atmosfæren en utsmøring av bildene slik at oppløsningen bare blir noen buesekunder.

I speckleinterferometri benyttes eksponeringstider på helt ned til tusendeler av et sekund. Dermed «fryses» nærmest utsmøringen som atmosfæren forårsaker. På hvert bilde registreres da en fordeling av «flekker», små bilder der oppløsningen på hvert bilde bare begrenses av diffraksjon.

Specklemønstre som registreres i løpet av flere minutter kan ved hjelp av datamaskin kombineres til ett eneste bilde av kilden. En del av oppløsningen går tapt i denne prosessen, men ikke mye. Drummond og kollegene hans greide med denne teknikken å lage bilder av Vesta-overflaten med en oppløsning på 0,11″. Til sammenlikning hadde asteroiden en vinkeldiameter på bare 0,5″ da disse observasjonene ble foretatt.

Bildene som ledsager denne notisen viser fire av astronomenes bilder på tre ulike stadier under bearbeidingen av dem med datamaskin. Fra venstre mot høyre danner de en tidsserie over omtrent én time. De faktiske, rekonstruerte bildene ses i den øverste rekken. Her ses klart at Vesta-overflaten er noe «flekkete», med tydelige mørke og lyse områder lik de vi finner på Månen. Markeringene kan følges etter hvert som asteroiden roterer (mot høyre) med en periode på 5 timer og 20,5 minutter. Den lyseste flekken, som på alle bildene ligger til venstre for sentrum av skiven, er neppe et trekk ved overflaten, men antas å være forårsaket av måten bildene er behandlet på.

På de midterste bildene er det lagt på et koordinatsystem som antyder asteroidens størrelse og form. Analyser av disse bildene tyder på at Vesta er en ellipsoide der alle tre aksene har ulike lengder, henholdsvis 580 km, 530 km og 470 km. Normalt ville dette gi en lyskurve med to maksima og to minima for hver rotasjon. Vesta oppviser imidlertid bare ett maksimum og ett minimum for hver rotasjon.

Drummond og kollegene hans mener de nye bildene deres kan bidra til å løse denne gåten. Ved å se bort fra den lyssterke, sentrale flekken, kunne Drummonds gruppe identifisere seks lyse og mørke trekk på Vesta-overflaten (markert med ringer på de nederste bildene). Ved hjelp av detaljerte datamaskinsimuleringer har de fått bekreftet at en del av overflaten er så dominert av mørke områder at lysstyrken viser et minimum selv når Vesta vender «bredsiden» mot oss. Derfor ser det ut til at Vestas lysstyrkevariasjoner mer bestemmes av overflatematerialets refleksjonsegenskaper, enn av asteroidens form.

Tekst til illustrasjoner brukt i artikkelen

Disse fire bildene i hver rekke av Vesta er laget på grunnlag av speckleinterferometriske observasjoner. Bildene er tatt med omtrent 15 minutters mellomrom. Øverst ses de faktiske bildene. Hvert bilde ble laget ved å sette sammen flere eksponeringer, hver av 0,02 s varighet, tatt over en periode på 5 minutter. Bildene i midten er blitt «glattet» ved hjelp av datamaskin for at de skal se bedre ut. Dessuten er det her lagt på kurver som viser lengde- og breddegrader med 30° mellomrom. Krysset og punktet på Vesta-overflaten på disse bildene angir stedene der henholdsvis Jorden og Solen ville stå i senit på Vestas himmel. På den nederste serien er bildene blitt bearbeidet slik at de viser konturer med konstant lysstyrke. Det største lyse området er imidlertid ikke virkelig, men et resultat av måten bildene er blitt behandlet på med datamaskin. De seks sirklene på de nederste bildene angir lyse eller mørke områder på overflaten.