✨243 Ida

243 Ida (phiên âm IPA: ) là một tiểu hành tinh thuộc họ Koronis nằm ở vành đai tiểu hành tinh. Nó được nhà thiên văn học người Áo Johann Palisa phát hiện năm 1884. Tên của nó được đặt theo tên của một thần nữ trong thần thoại Hy Lạp. Thông qua quan sát, các nhà thiên văn xếp Ida vào tiểu hành tinh loại S, loại phổ biến nhất thuộc vành đai phía trong. Vào ngày 28 tháng 8 năm 1993, 243 Ida đã được tàu vũ trụ không người lái Galileo bay ngang qua và thăm dò khi tàu Galileo đang thực hiện nhiệm vụ đến Sao Mộc. Đây là tiểu hành tinh thứ hai mà được một tàu thăm dò bay qua. 243 Ida là tiểu hành tinh đầu tiên được phát hiện có vệ tinh tự nhiên.

Giống như các tiểu hành tinh khác trong vành đai chính, quỹ đạo của Ida nằm giữa Sao Hỏa và Sao Mộc. Chu kỳ quỹ đạo của 243 Ida bằng 4,84 năm và chu kỳ tự quay là 4,63 giờ. 243 Ida có đường kính trung bình khoảng 31,4 km (19,5 dặm). Tiểu hành tinh có hình dạng bất thường và thuôn dài. Bề mặt của nó bị bắn phá rất nhiều, được xem là nhiều nhất trong Hệ Mặt Trời, với nhiều hố va chạm (hố thiên thạch) khác nhau về kích thước và độ tuổi.

Vệ tinh tự nhiên của Ida, Dactyl được Thành viên nghiên cứu Ann Harch phát hiện qua những hình ảnh từ tàu thăm dò không người lái Galileo gửi về Trái Đất khi đi ngang qua 243 Ida. Tên của Dactyl được lấy từ Dactyls, một nhân vật sống ở núi Ida cũng trong thần thoại Hy Lạp. Dactyl có đường kính trung bình chỉ bằng một phần mười hai kích thước của 243 Ida, tức vào khoảng . Quỹ đạo của nó quanh 243 Ida không thể xác định chính xác. Dactyl và 243 Ida khá giống nhau, cho thấy chúng có thể có một nguồn gốc chung.

Các hình ảnh của tàu Galileo cùng với những đo đạc khác đã cung cấp những hiểu biết mới về các tiểu hành tinh kiểu phổ S. Trước khi tàu Galileo bay ngang và thăm dò Ida, nhiều giả thuyết khác nhau nói về thành phần của những tiểu hành tinh này. Thành phần của những tiểu hành tinh kiểu phổ S có tương đồng với thành phần của các vẫn thạch rơi xuống Trái Đất. Các dữ liệu từ Galileo còn cho thấy các tiểu hành tinh kiểu phổ S là nguồn gốc của những vẫn thạch chondrite thông thường (ordinary chondrite, OC), loại phổ biến nhất trong các mảnh thiên thạch được tìm thấy trên hành tinh chúng ta.

Khám phá và quan sát

150 px|thumb|Johann Palisa, người phát hiện 243 Ida nhỏ|trái|Tuyết phủ đỉnh Koudouni trong dãy Ida trên đảo [[Crete]] nhỏ|trái|[[Cave of Zeus|Hang động trên núi Ida, nơi được cho là chỗ thần Rhea đã giấu thần Zeus khỏi sự truy sát của thần Cronus]] Ngày 29 tháng 9 năm 1884, nhà thiên văn học người Áo Johann Palisa đã phát hiện ra 243 Ida khi ông thực hiện quan sát tại đài quan sát Viên, Áo. Đây là tiểu hành tinh thứ 45 mà ông tìm được. Trong thần thoại Hy Lạp, Ida (tiếng Hy Lạp: Ίδη) là một nữ thần lớn lên tại Crete. Năm 1918, Kiyotsugu Hirayama đã xếp Ida vào nhóm Koronis và cho rằng nó có nguồn gốc từ mảnh vỡ của một thiên thể bị phá hủy.

Hai nhà thiên văn David J. Tholen và Edward F. Tedesco đã đo quang phổ của 243 Ida vào ngày 16 tháng 9 năm 1980 trong nhiệm vụ nghiên cứu về các kiểu phổ của tiểu hành tinh (EACs). Đài quan sát Hải quân Hoa Kỳ tại Flagstaff cùng đài quan sát Oak Ridge đã nhiều lần quan sát nó từ đầu năm 1993. Độ chính xác về quỹ đạo và vị trí của nó đã được xác định bởi tàu Galileo trong lần bay qua vào năm 1993. nhỏ|Nhóm Koronis; 243 Ida khá nhỏ bé trong nhóm. Họ Koronis là một nhóm các tiểu hành tinh trong vành đai tiểu hành tinh nằm giữa Sao Hỏa và Sao Mộc hình thành vào khoảng 2 tỉ năm trước từ vụ va chạm của 2 thiên thể lớn hơn; các thiên thể trong nhòm này di chuyển thành đám trên cùng quỹ đạo. Tên của nhóm được lấy theo tên một Thành viên, 158 Koronis phát hiện năm 1875.

Thăm dò

thumb|Quỹ đạo của 243 Ida (chấm tròn màu trắng) vào ngày 28 tháng 8 năm 1993

Tàu Galileo bay ngang

Ida đã được tàu Galileo ghé thăm vào năm 1993 trên hành trình bay tới Sao Mộc. Con tàu đã tiếp cận tiểu hành tinh Gaspra đầu tiên và Ida là một mục tiêu phụ trong nhiệm vụ chính thám hiểm Sao Mộc. Những mục tiêu này được chọn để đáp ứng chính sách mới của những nhà quản lý chuyến bay của NASA để xem xét những lần bay ngang qua tiểu hành tinh cho mọi tàu không gian có hành trình cắt qua vành đai tiểu hành tinh. Trước đó, chưa có một tàu nào từng thực hiện chuyến bay ngang qua như thế. Galileo được phóng ngày 18 tháng 10 năm 1980 bằng tàu con thoi Atlantis trong lần phóng mang số hiệu STS-34. Việc thay đổi quỹ đạo để tiếp cận 243 Ida đòi hỏi Galileo cần 34 kg (75 lb) nhiên liệu đẩy. Các Thành viên trong nhóm lập kế hoạch bay đã chậm trễ trong việc ra quyết định thử một lần bay ngang qua cho đến khi họ chắc chắn con tàu còn đủ nhiên liệu để hoàn thành nhiệm vụ thăm dò Sao Mộc. thumb|left|Hình ảnh trong quá trình bay ngang qua, bắt đầu từ 5,4 giờ trước thời điểm tiếp cận gần nhất, cho thấy sự tự quay của Ida.

Quỹ đạo hành trình của Galileo đến Sao Mộc đi qua vành đai chính tại hai điểm. Tàu Galileo đã bay ngang qua Ida với vận tốc 12.400 m/s (41.000 ft/s). 243 Ida là tiểu hành tinh thứ hai được một tàu vũ trụ chụp ảnh, sau Gaspra. Galileo đã chụp được hơn 95% bề mặt của 243 Ida. Năm bức ảnh đầu tiên nhận được vào tháng 9 năm 1993. Những bức ảnh này kết hợp lại thành một ảnh toàn cảnh chụp tiểu hành tinh với độ phân giải 34–38 m/điểm ảnh. Đến tháng 2 năm 1994, các hình ảnh còn lại được gửi về khi tàu Galileo đang nằm gần Trái Đất giúp tàu dễ gửi nhiều dữ liệu và hình ảnh về Trái Đất.

Các khám phá

Dữ liệu gửi về từ tàu Galileo sau khi bay ngang qua Graspa và 243 Ida, và một tàu thăm dò khác, NEAR Shoemaker, cho phép nghiên cứu đặc điểm địa chất đầu tiên của tiểu hành tinh. Bề mặt tương đối lớn của 243 Ida thể hiện tính đa dạng các đặc điểm địa chất. Việc phát hiện Dactyl, vệ tinh tự nhiên đầu tiên của 243 Ida, cung cấp những hiểu biết mới về thành phần địa chất của nó.

243 Ida được xác định thuộc tiểu hành tinh loại S nhờ các đo đạc quang phổ. Thành phần của các tiểu hành tinh có kiểu phổ S chưa được chắc chắn cho đến khi tàu Galileo thăm dò Ida, nhưng được giải đoán là có hai loại khoáng tìm thấy trong các vẫn thạch đã rơi xuống Trái Đất là vẫn thạch đá và vẫn thạch sắt-đá. Hấp dẫn bề mặt nó chỉ có 0,3 – 1,1 cm/s². thumb|Hình ảnh trực tiếp chu kỳ quay quanh trục của 243 Ida 243 Ida là một tiểu hành tinh có hình dạng thon dài với một bề mặt bất thường. Chiều dài của Ida lớn hơn 2,35 lần so với chiều rộng của nó. Ngoài ra, vận tốc bề mặt thấp nhất của nó nằm ở phía hai cực đạo do tốc độ quay quanh trục đạo quá nhanh. Vận tốc bề mặt cũng rất thấp ở vùng "eo" vì khối lượng của nó tập trung chủ yếu ở hai phần nửa. Galileo đã quan sát thấy bằng chứng về những hoạt động địa chất gần đây như trườn xuống sường dốc của lớp đất mặt.

Regolith trên Ida có thành phần là các khoáng vật silicat gồm olivin và pyroxen. Sự xuất hiện của chúng thay đổi theo thời gian do phong hóa trong vũ trụ. Bởi vì phong hóa, lớp regolith cũ có màu đỏ hơn lớp regolith mới.

thumb|250 px|Hình minh họa của một khối đá bắn ra sau va chạm từ một thiên thạch, có kích thước khoảng 150 km (490 ft) trên 243 Ida từ tàu Galileo

Khoảng 20 khối đá phóng ra bởi va chạm đã được phát hiện nằm chìm trong lớp regolith. Những khối đá này làm thành những mảng lớn nhất trong regolith. Khu vực này tập trung nhiều khối đá tảng do kết quả của sự phân bố hấp dẫn bề mặt không đều trên 243 Ida.

Cấu trúc

Có nhiều cấu trúc chính trên bề mặt Ida. Tiểu hành tinh này có thể chia thành hai nửa, tạm gọi là "vùng 1" và "vùng 2", nối với nhau tại phần "eo". và một hố lõm rộng có tên Vienna Regio. Chúng nằm gần nhưng không nối với các hố va chạm Mammoth, Lascaux, và Kartchner. Một số rãnh được hình thành từ những vụ va chạm lớn, như rãnh nằm đối diện với Vienna Regio.

Hố va chạm

243 Ida được xem là tiểu hành tinh bị bắn phá nhiều nhất chưa được nghiên cứu kỹ trong hệ Mặt Trời. Giai đoạn bắn phá đã đạt đến điểm bão hoà, có nghĩa là những hố va chạm mới xóa hết những hố va chạm cũ hơn. Bề mặt của 243 Ida có rất nhiều hố thiên thạch với kích thước và độ tuổi khác nhau là tàn tích từ những vụ bắn phá trên tiểu hành tinh này. Vùng "2" của 243 Ida có rất nhiều hố va chạm có đường kính trên 6 km (3,7 mi) nhưng ở vùng "1" thì rất ít. Azzurra dường như là hố mới nhất trên Ida. Một ngoại lệ khác là hố Fingal không đối xứng, có đường phân chia rõ ràng giữa sườn hố và mặt đất. Chúng phân bố đều trên Ida, ngoại trừ phạm vi phía bắc hố Choutoutien trở lên bằng phẳng và ít bị bắn phá hơn. Các hạt và bụi bắn ra bị lắng không đều vì các lý do khác nhau như do Ida quay quá nhanh, trọng lực thấp hay hình dạng bất thường.

Thành phần

nhỏ|Hình ảnh quang phổ của 243 Ida thể hiện thành phần của nó. Những chỗ có màu xanh là mới hình thành gần đây

Kiểu phổ của 243 Ida thuộc loại S tương tự như phổ thu được từ những tiểu hành thuộc loại này. Olivin và pyroxen đã được tìm thấy ở 243 Ida bởi tàu Galileo. Giả sử mật độ của thành phần OC trên đây có giá trị dao động 3,48 – 3,64 g/cm³ thì 243 Ida sẽ có độ rỗng 11 – 42%.

Bên trong Ida có thể chứa một lớp đá bị nứt gãy do các vụ bắn phá, gọi là megaregolith. Ida có lớp megaregolith dài hàng trăm mét cho tới vài km. Có một số đoạn hình thành dưới những hố va chạm lớn như Mammoth, Lascaux, và Undara. Mô men quán tính lớn nhất tính được cho một vật thể đặc phân bố đồng nhất có hình dáng giống với Ida trùng với trục quay của tiểu hành tinh này. Điều này cho thấy tỷ trọng phân bố bên trong Ida không có sự thay đổi lớn.

Hình thành

243 Ida có nguồn gốc từ sự tách vỡ của một tiểu hành tinh cổ thuộc họ Koronis có đường kính khoảng 120 km (75 dặm). 243 Ida còn chứa rất ít các thành phần kim loại nặng này. Có lẽ Dactyl được hình thành do một vụ va chạm trên Ida và bị văng ra ngoài không gian do kích thước nhỏ của nó hoặc là một mảnh vỡ của một tiểu hành tinh cổ bị Ida bắt được. Ngoài ra, sự chênh lệch tuổi còn có thể được xác định là sự tăng tỉ lệ các hố va chạm trong các mảnh vỡ của tiểu hành tinh cổ, nhất là trong họ Koronis. Tàu Galileo cách 243 Ida 10.760 km (6.690 dặm) và cách Dactyl 10.870 km (6.750 dặm) trước khi bức ảnh đầu tiên được chụp, 14 phút trước lúc tiếp cận gần nhất.

Dactyl ban đầu được đặt tên là 1993 (243) 1. Tên chỉ định lẫn tên thường gọi của nó được đặt bởi Hiệp hội Thiên văn Quốc tế năm 1994.

Đặc điểm vật lý

Dactyl có "dạng quả trứng", Điều này còn cho thấy nó có thể có lực hấp dẫn, mặc dù có kích thước nhỏ. Sự khác biệt nhỏ là hiện tượng phong hóa ít xảy ra trên Dactyl.

Quỹ đạo

nhỏ|Sơ đồ các quỹ đạo khả dĩ của Dactyl quanh 243 Ida. nhỏ|Một sơ đồ khác về các quỹ đạo khả dĩ của Dactyl quanh 243 Ida. Quỹ đạo Dactyl vẫn chưa được xác định chính xác. Ở thời điểm chụp các bức ảnh, tàu Galileo đang ở trong mặt phẳng quỹ đạo của Dactyl, khiến cho việc xác định chính xác quỹ đạo của vệ tinh này trở lên khó hơn. Dactyl có quỹ đạo theo chuyển động nghịch hành và nghiêng khoảng 8° với xích đạo của 243 Ida. Phạm vi các quỹ đạo vẽ ra bởi mô phỏng được thu hẹp xuống nhờ sự cần thiết phải có các quỹ đạo đi qua điểm mà tàu Galileo thực hiện quan sát Dactyl vào lúc 16:52:05 UT ngày 28 tháng 8 năm 1993, cách Ida 90 km tại kinh độ 85°. Trong khi đó, vào ngày 26 tháng 4, 1994, kính thiên văn không gian Hubble đã quan sát Ida suốt tám giờ đồng hồ mà không tìm thấy được Dactyl. Hubble đã có thể thấy Dactyl nếu Dactyl nằm cách Ida hơn 700 km (430 dặm). Tuy nhiên, qua dữ liệu phân tích, người ta thấy tuổi của Dactyl và Ida quá chênh lệch, nên điều này là không đúng. Cũng có thể nó là mảnh vụn còn lại từ một vụ va chạm mạnh trên Ida. Vì thế thực sự nó không thể là một mảnh vỡ bị Ida bắt giữ. Dactyl có khả năng đã chịu một cú va chạm mạnh vào hơn 100 triệu năm trước khiến nó bị thu nhỏ kích thước như hiện nay.