10 Hygiea

Hygiea is een grote asteroïde en potentiële dwergplaneet gelegen in de hoofdgordel van asteroïden tussen Mars en Jupiter. Met een diameter van 434 kilometer en een massa van ± 3% van de totale massa van de asteroïdengordel is het zowel in grootte als in volume de vierde asteroïde in het zonnestelsel. Het is een donkere asteroïde van het type C1 met een koolstofrijk oppervlak.

Asteroïde 10 Hygiea
10 Hygiea gefotografeerd met het SPHERE-instrument van de Very Large Telescope. By ESO/P. Vernazza et al./MISTRAL algorithm (ONERA/CNRS) – , CC BY 4.0,

In 2017, 2018 en eind 2019 werd de asteroïde met behulp van het SPHERE-instrument van de Very Large Telescope in Chili waargenomen. Die waarnemingen lieten zien dat de asteroïde nagenoeg rond is en in de buurt van een hydrostatisch equilibrium is. De onderzoekers stelden destijds daarom ook dat Hygiea een potentiële dwergplaneet is. Er wordt echter aangenomen dat Hygiea is verstoord door een grote inslag waarbij het puin zich opnieuw heeft opgehoopt in plaats van massief genoeg te zijn om plastisch te zijn. De verstorende inslag produceerde de grootste bekende botsingsfamilie.

Ondanks zijn grootte is Hygiea vanaf de Aarde gezien erg lichtzwak. Dat komt door zijn donkere oppervlak en het feit dat de asteroïde zich in de buitenste delen van de asteroïdengordel bevindt. Om deze redenen werden er zes kleinere asteroïden gevonden voordat Annibale de Gasparis op 12 april 1949 de asteroïde vond. Tijdens de meeste opposities heeft Hygiea een helderheid die 4 magnitudes zwakker is dan Vesta en je hebt minimaal een10 cm telescoop nodig om de asteroïde tijdens een oppositie te kunnen zien. Tijdens een oppositie in de buurt van zijn perihelium is de asteroïde al zichtbaar in een 10 * 50 verrekijker; de asteroïde haalt dan een visuele helderheid van magnitude 9,1.

Ontdekking en naamgeving

10 Hygiea werd op 12 april 1849 gevonden door de Italiaanse astronoom Annibale de Gasparis. Het was de eerste van de 9 asteroïden die hij zou ontdekken. De naam werd gegeven door Ernesto Capocci, de directeur van de sterrenwacht van Napels waar de Gasparis werkte. Hij noemde de asteroïde “Igea Borbonica” (Bourbon Hygiea) naar de Griekse godin van de gezondheid en dochter van Asclepius en ter ere van de heersende familie van het koninkrijk van de Twee Sicilies waar Napels destijds deel van uitmaakte.

In 1852 schreef John Russell Hind dat de asteroïde Hygiea wordt genoemd en dat de onnodige term Borbonica werd geschrapt.

Fysische kenmerken

Op basis van spectrale gegevens wordt aangenomen dat het oppervlak van Hygiea bestaat uit eenvoudige koolstofhoudende materialen, vergelijkbaar met die gevonden worden in koolstofhoudende chondrietmeteorieten. Er zijn waterige veranderingsproducten gevonden op het oppervlak en dat zou kunnen wijzen op de aanwezigheid van waterijs in het verleden dat voldoende werd verwarmd om te smelten. De eenvoudige huidige oppervlaktesamenstelling zou erop wijzen dat Hygiea niet is gesmolten tijdens de vroege periode van het ontstaan van het zonnestelsel, dit in tegenstelling tot de andere grote planetesimalen zoals 4 Vesta. Waarnemingen in 2019 suggereren echter dat Hygiea een frontale botsing heeft gehad die voor een verstoring heeft gezorgd waarna de heraangroei resulteerde in zijn huidige bolvorm. Op de beelden van de Very Large Telescope zijn geen diepe bassins zichtbaar wat aangeeft dat grote kraters een vlakke vloer moeten hebben. Dit is in overeenstemming met de ijzige samenstelling van C-type asteroïden.

Op opnames die in 2017 werden gemaakt met de Very Large Telescope is een helder oppervlaktekenmerk zichtbaar evenals minstens twee donkere kraters die informeel Serpens en Calix zijn genoemd, naar de Latijnse woorden voor slang en beker. Serpens heeft een grootte van 180 kilometer en Calix heeft een doorsnede van ongeveer 90 kilometer.

Hygiea is de grootste van zijn klasse van donkere C-type asteroïden die veel voorkomen in de buitenste asteroïdengordel, voorbij de Kirkwood-opening op 2,82 AE. Recente waarnemingen wijzen op een redelijk bolvormige asteroïde. Behalve dat Hygiea de kleinste van de grote vier is heeft de asteroïde, net als Ceres, een relatief lage dichtheid die meer vergelijkbaar is met de ijzige manen van Jupiter of Saturnus dan met de aardse planeten of de steenachtige asteroïden.

Hoewel Hygiea het grootste object in zijn regio is lijkt de asteroïde vanwege zijn donkere oppervlak en de verder dan gemiddelde afstand tot de Zon erg lichtzwak. In feite is het de derde zwakste van de eerste 23 ontdekte asteroïden met slechts 13 Egeria en 17 Thetis die een lagere oppositiehelderheid hebben. Bij de meeste opposities heeft Hygiea een helderheid van magnitude 10,2 en dat is maar liefst 4 ordes zwakker dan 4 Vesta. Je hebt minimaal een telescoop met een opening van 10 cm nodig om de asteroïde te kunnen zien. Bij een oppositie in het perihelium kan Hygiea echter een helderheid van magnitude 9,1 bereiken en dan de asteroïde onder goede omstandigheden met een 10 * 50 verrekijker worden gevonden. Dit in tegenstelling tot de volgende 2 grootste asteroïden in de asteroïdengordel, 704 Interamnia en 511 Davida die altijd buiten bereik van een verrekijker blijven.

In totaal zijn er sinds de ontdekking 17 sterbedekkingen door Hygiea waargenomen die sterbedekkingen zijn gebruikt voor het bepalen van de grootte, vorm en rotatie-as. De asteroïde is met behulp van de Hubble Space Telescope bekeken en die heeft geen begeleiders gevonden die groter dan 16 kilometer kunnen zijn.

Baan en rotatie

Hygiea draait op een gemiddelde afstand van 3,14 AE om de Zon en is daarmee de verst verwijderde van de vier grote asteroïden. De baanhelling is slechts 4° en ligt daarmee dichterbij de ecliptica dan de andere drie. De baan is met een excentriciteit van ± 0,12 minder cirkelvormig dan die van Ceres. Hoewel het perihelium dichtbij de gemiddelde afstand van Ceres en Pallas ligt is een botsing tussen Hygiea en zijn grotere metgezellen uitgesloten omdat ze zich op die afstand altijd aan weerszijden van de ecliptica bevinden.

Uitgaande van waarnemingen die in 2017 en 1018 met de Very Large Telescope zijn gedaan heeft Hygiea een rotatieperiode van 13,8256 uur.

Hygiea familie

Hygiea is het belangrijkste lid van de Hygiea familie van asteroïden goed is voor ongeveer 1% van alle asteroïden in de asteroïdengordel. De familie ontstond toen een object met een diameter van ongeveer 100 kilometer 2 miljard jaar geleden botste met de proto-Hygiea. Omdat de inslagkraters die we tegenwoordig op Hygiea zien te klein zijn om het volume aan uitgestoten materiaal te bevatten denkt men dat dat Hygiea bij de inslag helemaal werd vernield en dat het gros van het materiaal weer samenklitte nadat de stukken die de rest van de familie vormen waren ontsnapt. Hygiea is goed voor meer dan 98% van de totale massa van de familie.

10 Hygiea in cijfers

Aanduiding(10) Hygiea
Alternatieve aanduidingA900 GA
LocatieHoofdgordel
Aphelium (AE)3,4948
Perihelium (AE)2,7882
Gemiddelde afstand tot de Zon (AE)3,1415
Baanexcentriciteit0,1125
Baanperiode (dagen)2033,8
Gemiddelde baansnelheid (km/s)16,76
Inclinatie (°)3,8316
Bekende manen
Afmetingen (km)450 * 430 * 424
Gemiddelde diameter (km)433
Volume (km3)
Massa (kg)87,4 * 1018
Gemiddelde dichtheid (g/cm3)2,06
Rotatieperiode (dagen)0,57607
Absolute helderheid (magnitude)5,43
Visuele helderheid (magnitude)9,0 – 11,97
tabel 1 – gegevens 10 Hygiea

Eerste publicatie: 20 november 2021