Астрономы только что подтвердили существование второго известного земного троянца. Это не какая-то мифическая деревянная лошадка или надоедливый компьютерный вирус, а массивный астероид диаметром в 1 километр, который движется по одной орбите с нашей планетой, сосредоточенной вокруг особых гравитационно сбалансированных областей, известных как точки Лагранжа.
Изображение 2020 XL5, показанного на переднем плане в левом нижнем углу. Две яркие точки над ним в крайнем левом углу - это Земля (справа) и Луна (слева). Солнце находится справа. Credit: OIRLab/NSF/AURA/J. da Silva/Spaceengine.
Троянские астероиды движутся впереди или позади орбиты планеты примерно на 60°, в точках Лагранжа L4 и L5. Это гравитационные "идеальные точки", где влияние двух крупных тел, таких как Солнце и планета, нивелируют друг друга, поэтому относительно небольшие тела не притягиваются к какому-либо конкретному объекту. Именно поэтому NASA недавно отправило преемника Хаббла, мощный телескоп James Webb, в точку вторую точку Лагранжа(L2), где он будет находиться на стационарной орбите и наблюдать за самыми далекими объектами нашей Вселенной.
Первый официально зарегистрированный троянский астероид был обнаружен в точке Лагранжа вокруг Юпитера 22 февраля 1906 года немецким астрономом Максом Вольфом. Вскоре после этого были обнаружены еще два троянца, которые были названы Ахилл, Патрокл и Гектор. К 2017 году было обнаружено более 6 400 троянцев: 4 184 в точке L4 Юпитера и 2 326 в точке L5. Для их отслеживания австрийский астроном Иоганн Палиса, известный исследователь астероидов, придумал название, согласно которому астероиды вблизи точки L4 были названы в честь греческих героев из "Илиады" Гомера (лагерь ахейцев), а вблизи L5 - в честь троянских героев (лагерь троянцев). Однако 617 Патрокл (в точке L5) и 624 Гектор (в точке L4) были названы до того, как эта традиция прижилась, так что в каждом лагере есть свой "шпион"!
На этой диаграмме показаны пять точек Лагранжа для системы Земля-Солнце (расстояния не соответствуют масштабу). Известны только два троянских астероида Земли - недавно обнаруженные 2020 XL5 и 2010 TK7. Credit: NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva.
Хотя Юпитер и его рой троянцев составляют в Солнечной системе львиную долю астероидов группы Лагранжа, астрономы обнаружили подобные астероиды вблизи других планет, включая Марс (4 шт., 1 в L4 и 3 в L5), Нептун (8 троянцев, 6 в L4 и 2 в L5) и даже Землю.
Первый земной троянец, названный 2010 TK7, был обнаружен десять лет назад. По оценкам, его размер составляет менее 400 метров в диаметре. Второй, недавно обнаруженный троянец, известный как 2020 XL5, почти в три раза больше, его диаметр оценивается в 1,2 километра (0,7 мили). Он был обнаружен 12 декабря 2020 года телескопом Pan-STARRS1 на Гавайях.
Предварительный анализ показал, что орбита астероида может быть совместима с точкой Лагранжа (L4). Недавно ученые получили доступ очень точным к архивным снимкам, сделанным с 2012 года 4-метровым телескопом Víctor M. Blanco, расположенным в Межамериканской обсерватории Серро Тололо (CTIO) в Чили.
Изучив данные наблюдений за последние 10 лет ученые, предположили, что второй троянец Земли, скорее всего, является углеродистым астероидом класса C. Исходя из анализа его орбиты, 2020 XL5 будет оставаться на своей орбите не менее 4 000 лет. Астероид мог быть выброшен из главного пояса астероидов между Марсом и Юпитером после столкновения с Юпитером.
Орбита 2020 XL5 (зеленая) относительно орбит Меркурия и Венеры (белая), Земли ( синяя) и Марса (оранжевая).
Для подтверждения происхождения 2020 XL5 потребуются дальнейшие исследования. Несомненно, то, что оба земных троянца оказались на своих орбитах уже после формирования планеты, в отличие от первичных троянцев Юпитера, которые вращаются вокруг точек L4 и L5 с момента образования газового гиганта. Именно поэтому троянцы Юпитера гораздо важнее и интереснее для изучения, так как могут хранить секреты формирования Юпитера и Солнечной системы в целом. В конце 2021 года NASA запустило космический аппарат Lucy, который сейчас находится на пути к астероидам 3548 Eurybates, 15094 Polymele, 11351 Leucus и 21900 Orus в L4 (греческий лагерь), а также 617 Patroclus и его бинарным спутником Menoetius в L5 (лагерь троянцев). В ходе 12-летней миссии перед " Lucy" стоит задача собрать данные о составе поверхности, геологии поверхности, внутренних и объемных свойствах троянских объектов.
"Первичные троянские астероиды (то есть те, которые вращаются вокруг точек L4/L5 планеты со времен ее формирования) могут предоставить информацию о формировании планеты-хозяина и предоставить возможность лучше понять эволюцию Солнечной системы. Мы изучали троянские астероиды Юпитера в течение нескольких лет, и скоро у нас появится возможность исследовать их с помощью наблюдений, сделанных космической миссией NASA Lucy", - сказал Тони Сантана-Рос астроном из Института наук о космосе (ICCUB) в Университете Барселоны и ведущий автор нового исследования .
"К сожалению, оба земных троянца оказались транзитными объектами, что означает, что они были захвачены в точке Лагранжа (L4) через много лет после формирования Земли (на самом деле для 2020 XL5 всего 600 лет назад). Тем не менее, открытие 2020 XL5 в качестве земного троянца подтверждает, что 2010 TK7 не является редким исключением и вероятно существует гораздо больше объектов, обитающих в L4 и, возможно в L5 системах Земля-Солнце. И возможно в недалеком будущем нам удастся обнаружить первого первобытного земного троянца ", - добавил он.
Благодаря своей огромной массе Юпитер избавил огромный космический регион от других объектов, притянув к себе 79 лун и целый рой троянцев. Земля и другие каменистые планеты Солнечной системы имеют гораздо меньше троянцев. Тем не менее, по оценкам учёных, на Земле, возможно, есть десятки а может быть и сотни троянцев, ожидающих своего открытия. Но это будет нелегко.
Дело в том, что любой астероид, вращающийся вокруг точек Лагранжа, "будет виден только в течение короткого промежутка времени, ближе к сумеркам, на очень малой высоте над горизонтом", - говорит Сантана-Рос.
Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.
Источники:
https://www.nature.com/articles/s41467-022-27988-4
