08 Vesta en Metis

Vesta en Metis in Aquarius
In september jongstleden stond planetoïde Vesta in oppositie met de zon in het
sterrenbeeld Aquarius. Op zich natuurlijk niets bijzonders, ware het niet dat Vesta, met een
magnitude van ongeveer 6, bij het doorlopen van zijn oppositielus tussen de sterren ω1 en ω2
Aquarii heen liep (zie ook Hemelkalender 2004, pag. 62). Beide sterren zijn ongeveer van
magnitude 5 en aangezien hun onderlinge afstand ruim driekwart van een graad is, was dit
evenement op maat gesneden om te volgen met een verrekijker. Bovendien werd het geheel
nog aantrekkelijker gemaakt omdat Vesta op amper 2 graden ‘vergezeld’ werd van nog een
àndere heldere planetoïde in oppositie, nl. Metis. Metis, genoemd naar de Griekse godin der
wijsheid (en niet te verwarren met het Jupitermaantje Metis), werd in 1848 ontdekt door de
Ier Andrew Graham en was daarmee de negende asteroïde die gevonden werd tussen de banen
van Mars en Jupiter. Alhoewel Metis, met een magnitude van 9 nabij het moment van
oppositie, veel zwakker was dan Vesta, lag deze dus ook ruimschoots binnen het bereik van
een middelgrote verrekijker.
De bewegingen van beide planetoïden – die quasi synchroon verliepen met een snelheid van
circa 15’ per dag in westelijke richting – werd waargenomen met behulp van een 15x80 Vixen
binoculair, waarvan het beeldveld een comfortabele 3.5° beslaat. Bijgaande tekening toont de
waargenomen posities van beide planetoïden op diverse dagen. Omwille van de
weersomstandigheden kon uiteraard niet elke avond worden waargenomen: op 11 september
bijvoorbeeld was wegens de slechte transparantie wel Vesta maar niet Metis waarneembaar en
op andere dagen was het dikwijls speuren naar schaarse gaten in de overvloedige bewolking
om beide hemellichamen te kunnen localiseren.
Figuur 1: De waargenomen bewegingen van Vesta en Metis gedurende een aantal dagen in
september jongsleden. De hoogte van de figuur komt ongeveer overeen met de breedte van het
beelveld van de gebruikte 15x80 verrekijker.
Omdat het verschil in helderheid tussen beide toch zeer opvallend is, zeker wanneer ze
op deze manier sàmen geobserveerd worden, begon ik mij af te vragen wat de precieze
oorzaak daarvan is. Tenslotte impliceert een magnitudeverschil van 3, dat Vesta (schijnbaar
althans) maar liefst 16 keer helderder is dan Metis ! Beide hemellichamen behoren tot de
planetoïdengordel tussen Mars en Jupiter, dus aan de afstand kan het niet gelegen zijn.
Immers, alhoewel de planetoïdengordel zich behoorlijk breed uitstrekt tussen 2 en 3.5 AE van
de zon en er dus nogal wat variatie op de afstand zou kunnen zitten, blijkt na enig opzoekwerk
dat beiden zich op het moment van oppositie, ruwweg op een gelijke afstand van 1.4 AE van
de aarde bevonden, zodat ze ook ruimtelijk gezien vlak bij elkaar vertoefden. Men zou dan
onmiddellijk denken aan het verschil in grootte tussen beide hemellichamen als reden voor het
helderheidsverschil: Vesta is immers met een diameter van ongeveer 500 km. veel groter dan
Metis, die amper een kleine 200 km in doorsnede meet. De totale oppervlakteverhouding
tussen beide planetoïden is hiermee echter maar iets meer dan 6, wat dus onvoldoende is om
waargenomen helderheidsverhouding van 16 te kunnen verklaren. Er moet dus nog een andere
factor meespelen. De enige mogelijkheid die dan overblijft is de efficiëntie waarmee het
zonlicht wordt weerkaatst door de respectievelijke oppervlakken van beide objecten. Gegeven
de bovenstaande helderheden en diameters, impliceert dit dat de albedo van Vesta bijna 3 keer
zo hoog moet zijn als die van Metis. Is dit nu in overeenstemming met wat er gekend is over
de reflectiviteit van beide hemellichamen ?
Planetoïden worden op basis van hun spectrale eigenschappen (die uiteraard een
weerspiegeling zijn van hun chemische samenstelling) ingedeeld in drie hoofdklassen. Veruit
de grootste groep, die circa 75% van de gekende planetoïden bevat, is de C-klasse: dit zijn
donkere, koolstofhoudende objecten met een zeer lage reflectiviteit (albedo ongeveer 0.03 of
iets hoger). De tweede groep is de S-klasse: dit zijn objecten met veel silicaten en met een
gematigde tot hoge albedo tussen 0.10 en 0.28. Deze S-klasse omvat nog eens 17% van de
gekende asteroïden, zodat dus meer dan 90% tot deze twee genoemde groepen behoort. De
kleinste groep objecten is de M-klasse, die voornamelijk uit ijzer en nikkel bestaan, dus
metaalachtig zijn en een gematigde albedo hebben tussen 0.10 en 0.18. Behalve deze
hoofdklassen, die trouwens zelf nog eens worden onderverdeeld in een serie subklassen, zijn
er nog een aantal speciale gevallen. Vesta zelf is zo’n speciaal geval: het is de enige
planetoïde met duidelijk onderscheidbare lichte en donkere gebieden op het oppervlak (zoals
bij de maan) en ze heeft een – voor asteroïden – ongewoon hoge albedo van circa 0.38 (ter
vergelijking: ook de aarde heeft een gelijkaardig albedo, terwijl de albedo van de maan slechts
0.07 is). De zeer hoge albedo van Vesta maakt ook dat dit de helderste planetoïde in het
zonnestelsel is, trouwens de enige die onder gunstige omstandigheden nog net met het blote
oog kan worden waargenomen, ondanks het feit dat bijvoorbeeld Ceres, met een diameter van
meer dan 900 km, veel groter is. Dit komt omdat Ceres een typisch voorbeeld is van een Cklasse planetoïde met een zeer donker oppervlak.
De vraag is dan: tot welke klasse behoort Metis ? Volgens bovenstaande waarnemingen kan
Metis niet zoals Ceres tot de C-klasse behoren, aangezien de albedo dan veel te laag zou zijn
in vergelijking met dat van Vesta. Enig speurwerk op internet leert inderdaad dat Metis een Stype planetoïde is, met een albedo ongeveer 0.13, een cijfer dat bovendien mooi aansluit bij
de verwachte waarde op basis van het waargenomen helderheidsverschil met Vesta. Met
andere woorden: heel eenvoudige waarnemingen met een simpel instrumentarium zijn dus
niet alleen leuk, maar kunnen ook zeer boeiende informatie opleveren.