Інформаційно-освітній сайт 
|
Ще в 1772 році завдяки працям французького математика і астронома Жозефа Лагранжа стало ясно, що поруч з планетами Сонячної системи на некругових орбітах можуть нескінченно довго і стійко перебувати малі тіла (астероїди). Ці тіла знаходяться поблизу триангуляційних точок, які називаються точками Лагранжа, областях сталого руху, в яких гравітація Сонця і планети врівноважується, дозволяючи цим тілам досить довго рухатися по одній орбіті з планетою. Небесні тіла (зазвичай астероїди), які знаходяться поблизу в околиці лагранжевих точок L4 і L5 системи планета-Сонце. Ці точки розташовуються таким чином, що (враховуючи орбіту планети кругової) разом зі світилом і планетою вони утворюють рівносторонній трикутник. Астероїди, розташовані в цих точках називають «троянськими» (на честь учасників Троянської війни). Троянці - група астероїдів, що знаходяться в околицях точок Лагранжа L4 і L5 в орбітальному резонансі 1: 1 будь-яких планет. З розвитком спостережної астрономії, астероїди в точках Лагранжа були виявлені спочатку на орбітах Юпітера (більше тисячі), потім Марса (кілька) і Нептуна (кілька). На даний момент крім троянців Юпітера, Марса, Нептуна відомі троянці Урана і Землі.
Троянці Землі
Троянці Землі - це група астероїдів, що рухається навколо Сонця уздовж орбіти Землі в 60° попереду (L4) або позаду (L5) неї, повертаючись навколо однієї з двох точок Лагранжа системи Земля-Сонце. При спостереженні із Землі, вони розташовувалися б на небі в 60° позаду чи попереду Сонця. Спочатку було відкрито кілька астероїдів, що рухаються в резонансі 1:1 з Землею, наприклад, (3753) Круітні. Такі астероїди не є троянцями, оскільки рухаються не в точках Лагранжа L4 і L5. У 2010 році у Землі був виявлений перший троянський астероїд - 2010 TK7. 2010 TK7 - невеликий об'єкт, диамером 300 метрів. Обертається навколо точки L4, виходячи з площини екліптики. У точці L5 троянських астероїдів поки не виявлено. 2010 TK7 - малий навколоземний астероїд з групи аполлонів, який був відкритий командою американських вчених за допомогою інфрачервоного космічного телескопа WISE. Астероїд 2010 TK7 є скелею, яка рухається в 60° попереду нашої планети, в точці Лагранжа L4. Довгий час жодного троянського астероїда на орбіті Землі виявити не вдавалося. Справа в тому, що зазвичай троянці не йдуть далеко від точки Лагранжа, яка розташована всього в 60°, з цієї причини виявити такі тіла з Землі складно - вони майже всі потрапляють на денну сторону неба і губляться в променях Сонця, а із-за вкрай незначних розмірів виявити їх стає дуже важко. Однак, астероїд 2010 TK7 має надзвичайно широкі коливання і в момент спостереження віддалився від Сонця на 90°, що сприяло його відкриттю. До того ж, лише за рік до його відкриття, був запущений космічний телескоп WISE, здатний знаходити астероїди, розташовані на малих кутах від Сонця. Цей апарат дозволяв спостерігати області розташовані в 90° від лінії Земля-Сонце, що дозволило вченим отримати дані приблизно про 33,5 тисячі нових астероїдів, в тому числі про 500 астероїдів, що зближуються із Землею. А в жовтні 2010 року на архівних знімках телескопа WISE, отриманих за результатами програми сканування всього неба, що проводилася з січня 2010 року по лютий 2011 року, відразу три групи астрономів з американських університетів: Атабаска, UCLA і UWO виявили невеликий астероїд з дуже незвичайною орбітою, отримав тимчасове позначення 2010 TK7. Наступні виміри положення даного астероїда, проведені протягом 6 ночей на телескопі CFHT в Гавайському університеті в квітні 2011 року, після того як об'єкт протягом декількох місяців був в положенні, незручному для спостережень із Землі, настільки поліпшили знання про його орбіті, що на 21 травня 2011 року дозволили точно виявити троянський характер руху цього астероїда. Абсолютна зоряна величина астероїда складає близько 20,6m. Беручи альбедо, що дорівнює 0,1, вченим вдалося оцінити розмір об'єкта в 300 метрів в поперечнику. Через складності спостереження астероїда, визначити його спектральні характеристики вченим так і не вдалося, тому склад астероїда і його щільність так і залишилися нез'ясованими. імовірно, гравітація на такому тілі повинна складати приблизно 0,00005 від земної сили тяжіння. Астероїд обертається навколо Сонця по близькій до Землі орбіті, період обертання на якій становить 365,389 днів, що можна порівняти з періодом обертання Землі 365,256 доби. Зате його ексцентриситет значно більший, ніж у Землі, і становить 0,191, що дозволяє йому віддалятися від Землі досить далеко в космос - від 0,81 а. о.(астрономічна одиниця рівна відстані від Землі до Сонця) в сторону Венери, до 1,19 а. о. в сторону Марса. До того ж орбіта має дуже великий нахил до екліптики, майже 21°, через що астероїд сильно коливається у вертикальній площині щодо земної орбіти, віддаляючись від своєї точки Лагранжа на значну відстань.
При цьому, астероїд 2010 TK7, насправді, не просто спокійно рухається навколо Сонця в точці L4, а робить навколо своєї точки рівноваги складний рух, часом віддаляючись від неї на дуже солідну відстань. Справа в тому, що 2010 TK7, як і багато інших троянців, що не розташовується стабільно в своїй троянській точці, а робить по відношенню до останньої складний рух. При цьому траєкторія астероїда 2010 TK7 настільки сильно витягнута, що в процесі своєї міграції по ній, в далекій її точці, він виявляється майже на протилежному боці земної орбіти. Зате з іншого боку, в найбільш близькій до Землі точці, цей об'єкт не наближається до нашої планети ближче 20 млн км, що становить понад 50 відстаней до Місяця. Сама міграція по даній петлі відбувається набагато повільніше, ніж рух по орбіті навколо Сонця, оскільки викликана не стільки його гравітацією, скільки гравітаційними збуреннями від інших планет Сонячної системи, і становить майже чотири століття, а саме 395 років. У 2010/2011 роках астероїд 2010 TK7 якраз розташовувався в крайній своїй позиції, майже в 90° від Сонця, що і сприяло його відкриттю. Уявна траєкторія руху 2010 TK7 щодо земного спостерігача і орбіти Землі (сині точки).
Рух астероїда має досить хаотичний характер, що сильно ускладнює прогнозування його долі в майбутньому. Вчені провели комп'ютерне моделювання орбіти 2010 TK7, використовуючи його математичні «клони», розподіливши близько 100 «клонів» за всіма орбітами, які могли б відповідати спостережуваному руху, і простежили за їх еволюцією під дією гравітації Сонця і Землі. Однак через кілька тисяч років орбіти клонів починали хаотично розходитися, тому вчені роблять висновок, що точно обчислити орбіту цього «троянця» більш ніж на 7 тисяч років у минуле або в майбутнє за нинішнього обсягу інформації неможливо. Крім того, оскільки астероїд підходить дуже близько до інших точок Лагранжа - зокрема, до L3, в майбутньому не виключені варіанти стрибкоподібного переходу цього астероїда між точками Лагранжа, а також його переходу на підковоподібну орбіту. У зв'язку з цим вчені припускають, що даний об'єкт лише тимчасово був спійманий в пастку в даній точці. Троянці Марса
Троянці Марса - це група астероїдів, що рухається навколо Сонця по орбіті Марса в 60°, попереду L4 або позаду L5 нього, перебуваючи в одній з двох точок Лагранжа марсіанської орбіти. В даний час в цій групі відомо тільки п'ять троянських астероїдів Марса: в точці L4: (121514) 1999 UJ7. Невеликий астероїд, який обертається поблизу точки L4. Відкритий 30 жовтня 1999 року. Астероїд приблизно 1 км в діаметрі, спектральний клас X (астероїди з високим вмістом металів).
в точці L5: (5261) Еврика Невеликий троянський астероїд Марса, розташований в марсіанській точці Лагранжа L5, що рухається по орбіті на відстані 0,3 а. о. від планети в 60° позаду неї. Він став першим відкритим троянським астероїдом Марса. Мінімальні відстані до Землі, Венери і Юпітера відповідно становлять від 0,5, 0,8 і 3,5 а. о. У процесі свого руху по орбіті слідом за Марсом, з урахуванням вікової варіації, його середня відстань від Сонця змінюється від 1,5 - 1,8 а. о. близько 1850 року, до 1,3 - 1,6 а. о. в 2040 році. Довгострокове чисельне інтегрування показує, що, незважаючи на коливання астероїда навколо точки L5, його орбіта є стабільною. Кіммо А. Іннанен і Сеппо Мікколо відзначили, що є чітке емпіричне підтвердження стійкості руху астероїдів навколо точок L4 і L5 всіх планет земної групи протягом декількох мільйонів років.
Спектральні дослідження в інфрачервоному діапазоні цього астероїда вказують на його приналежність до спектрального класу A, але видимий спектр свідчить про наявність в його складі ангріта, різновиди ахондрітних метеоритів, складений на 90% і більше авгіта. Цей тип астероїдів має червонуватий відтінок поверхні і помірне альбедо. Астероїд знаходиться глибоко всередині стабільної зони Лагранжа, тобто цей астероїд, швидше за все, сформувався на цій орбіті і перебував там протягом більшої частини історії Сонячної системи, а не прилетів з головного поясу астероїдів. (101429) 1998 VF31 Спектральні спостереження 2007 року показали, що астероїд містить багато металів і ахондрітів на поверхні. Поверхневий реголіт підпав під значне просторове вивітрювання. Спостереження показали відмінності в спектрах з астероїдом (5261) Еврика.
(311999) 2007 NS2 Був відкритий 14 липня 2007 року астрономами обсерваторії Ла-Сагра. Довгострокове чисельне інтегрування показало, що його орбіта дуже стабільна в масштабах мільярдів років. Розрахунки показують, що можливо цей астероїд первісна планетоземаль з якої утворився Марс.
2001 DH47 Відкритий 1 лютого 2001 року в Обсерваторії Стюарда, Кіт Пік. Довгострокове чисельне інтегрування показало, що його орбіта дуже стабільна в масштабах мільярдів років. Розрахунки показують, що можливо цей астероїд первісна планетеземаль з якої утворився Марс.
Крім того було виявлено щонайменше ще шість астероїдів (2001 FR127, 2001. FG24, 2001. DH47, (36017) тисячі дев'ятсот дев'яносто дев'ять ND43, 1998. QH56, (152704) 1 998 SD4), що рухаються в резонансі з Марсом 1:1, але поки не проявили поведінки, характерного для троянських астероїдів. Троянці Юпітера
Троянці Юпітера - це дві великі групи астероїдів, які рухаються навколо Сонця майже в околицях точок Лагранжа L4 і L5 Юпітера в орбітальному резонансі 1:1. Існує традиція називати астероїди навколо точки L4 іменами грецьких героїв, а навколо точки L5 - захисників Трої. Гектор і Патрокл виявилися «не на своїх місцях », оскільки ця традиція склалася пізніше. «Ахейский табір» (або «Греки»): (588) Ахіллес, (624) Гектор, (659) Нестор, (911) Агамемнон, (1143) Одіссей, (1404) Аякс, (1437) Діомед, (1583) Антілох , (1647) Минулий і ін. Випереджають Юпітер на 60°. «Троянський табір» (або «Троя»): (617) Патрокл, (884) Пріам, (1172) Еней, (1173) Антифа, (1208) Троїл і ін. - відстають на 60°. Всього на серпень 2014 року відкрито 2052 троянців в точці L5 і 4021 греків в L4.
Комп'ютерне моделювання, проведене австралійським дослідником Джонт Хорнер з Університету Нового Південного Уельсу не тільки пролило світло на історію троянців Юпітера, але і підтвердило теорію про далеку міграцію цієї гігантської планети всередині Сонячної системи. В ходу були дві основні гіпотези, що пояснюють походження троянців Юпітера. Перша стверджує, що вони виникли разом з Юпітером на кінцевому етапі його формування з протопланетної хмари, що лежала приблизно в площині екліптики сучасної Сонячної системи (варіант акреції). Недоліком цієї гіпотези є те, що всі засновані на ній моделі пророкують число виниклих таким чином об'єктів, в 10 тис. разів більше, ніж ми бачимо сьогодні (до декількох мільйонів астероїдів діаметром понад кілометр). Крім того (і це нездоланна перешкода), сформувавшись в площині екліптики, вони і обертатися повинні в площині екліптики, чого на ділі не відбувається. Нарешті, чому у Сатурна троянців немає, а у Юпітера їх багато тисяч? .. Друга теорія - «динамічна». Через кілька сот мільйонів років після утворення Сонячної системи Юпітер і Сатурн проходили через резонанс 1: 2. Це означає, що за один оберт однієї з цих планет інша встигала двічі обернутися навколо світила, а в момент зближення вони чинили один на одного колосальний гравітаційний вплив (все ж мова йде про дві наймасивніші планети нашої системи). Така взаємодія призвела до перебудови орбіт Нептуна, Плутона, Урана (можливо) і Сатурна, які збільшили радіус орбіти, а Юпітер, навпаки, відвоював себе місце ближче до зірки. Всі ці перетрубації вплинули на гравітаційну стійкість пояса Койпера, і частина його астероїдів, переселилася на орбіту Юпітера. Одночасно з цим були зруйновані всі початкові троянці, що сформувалися при акрецаії (якщо такі були). Чому друга теорія вимагає знищення «споконвічних» троянців? Справа в тому, що нинішні троянські астроїди Юпітера обертаються здебільшого поза площиною екліптики, під величезними (майже до 60 градусів!) кутами до неї. «Початкові» троянці, що сформувалися з протопланетного диска, повинні були там і залишатися, чого теж не видно.
Щоб перевірити ці теорії, астроном і астробіолог Джонт Хорнер побудував складну експериментальну модель. Спочатку він розділив всі троянці Юпітера на динамічно стабільні і нестабільні. З'ясувалося, що з відомих астероїдів лише 1173Анхіс, що обертається по помірно витягнутій орбіті під нахилом всього в 7 градусів до осі екліптики, не є динамічно стійким. Дослідник 200 тис. раз «клонував» Анхіс; кожен з астероїдів-клонів мав орбіту, що незначно відрізняється від реальної. Потім системі дали 4 млрд років самостійного розвитку на орбіті віртуального Юпітера. І ось підсумок. Приблизно половина клонів була викинута з Сонячної системи або впала на свою планету за перші 350 млн років симуляції. Ну а через 4 млрд років лише 224 клони Анхіса залишилися в хмарі юпітерських троянців - трохи більше 1%. Що все це означає? По-перше домінування серед троянців Юпітера динамічно стабільних говорить про достовірність концепції мігруючого Юпітера. Якби він завжди залишався на нинішній орбіті, потрапити в троянці було б майже неможливо: динамічно стабільна група - це не тільки та, що ні розпадається, а й та, в яку дуже важко проникнути. По-друге, всі нинішні астроїди навколо Юпітера, на думку пана Хорнера, були захоплені ним у момент міграції, відтіснивши Сатурн від Сонця і наблизившись до нього. Справа в тому, що в момент резонансу 1: 2 гравітаційна система Юпітер - Сатурн була дуже динамічно нестійкою, тобто легко «прохідна» для будь-яких астероїдів. Однак якщо в нестійку систему двох масивних тіл було легко увійти, то так само легко в ній можна і затриматися. Зрозуміло, резонанс 1: 2 не міг тривати вічно: кажучи словами класика, «або одне, або інше переможе». Так і сталося: практично всі астероїди такого типу залишилися у більш масивного Юпітера, він же і «відкинув» своєю гравітацією Сатурн від Сонця, а сам був зміщений Сатурном до світила. При цьому спочатку троянців у Юпітера мало б бути значно більше, і основна (чисельно) їх частина була, як і Анхіс, нестійкою в своєму обертанні по спільній з Юпітером орбіті. Однак майже всі вони покинули хмару троянців і вирушили в міжзоряний простір, а може, впали на планети в нашій системі. І залишився тільки 1173Анхіс ... Троянці Нептуна
Троянці Нептуна - це група астероїдів поясу Койпера, що рухається навколо Сонця по орбіті Нептуна в 60°, попереду - точка L4 або позаду нього - точка L5, перебуваючи в одній з двох точок Лагранжа орбіти Нептуна. В даний час відомо тільки дев'ять астероїдів даної групи, шість з яких знаходяться поблизу точки Лагранжа L4, яка лежить в 60° попереду планети на відстані близько 5 млрд км від Нептуна. Були названі так за аналогією з троянськими астероїдами Юпітера. Вперше астероїд цієї групи був виявлений в 2001 році під час проведення програми «Глибокий огляд екліптики», організованої NASA, але виділити їх в окрему групу астероїдів вдалося лише в 2003 році. Велику важливість для астрономів мало відкриття астероїда 2005 TN53, зроблене в 2005 році. Особливість цього астероїда полягає в тому, що він має дуже великий (більше 25°) нахил орбіти до екліптики, що може свідчити про досить велике угруповання астероїдів в цій області, адже багато троянців Юпітера мають нахил близько до 40°. Астрономи вважають, що кількість великих троянських астероїдів з групи Нептуна, розміри яких в середньому близько 100 км, буде на порядок перевищувати число троянських астероїдів з групи Юпітера. Ще два астероїди 2005 TN74 і 2007 RW10 спочатку при відкритті були віднесені до цієї групи астероїдів, але згодом були виключені з неї.
У 2010 році «Центр малих планет» повідомив про відкриття першого троянського астероїда Нептуна в точці L5, ним виявився астероїд 2008 LC18. Виявити астероїди поблизу точки L5 дуже складно, так як в даний час вид на область цієї точки близький до яскравої околиці центру нашої галактики Чумацький шлях, де знаходиться дуже велика кількість зірок, в зв'язку з чим відкриття слабких неяскравих об'єктів в цій області сильно затруднено. Всього на серпень 2014 року відкрито 3 троянці в точці L5 і 6 в L4. Троянці Урана
Троянці Урана - це група астероїдів, що рухається навколо Сонця уздовж орбіти Урана в 60° попереду (L4) або позаду (L5) неї, обертаючись навколо однієї з двох точок Лагранжа системи Уран-Сонце. Спочатку вважалося, що у Урана і Сатурна не може бути троянців, так як Юпітер давно повинен був притягнути до себе всі небесні тіла, що знаходяться в цих областях. У 2013 році було оголошено про відкриття у Урана першого троянського астероїда - 2011 QF99. 2011 QF99 - невеликий об'єкт, діамером 60 км (при альбедо 0,05). Обертається навколо точки L4. У точці L5 троянських астероїдів Урана поки не виявлено.
Астероїд 2011 QF99 відноситься до групи кентаврів. Астероїд був відкритий в 2011 році командою Майка Александерсена (Mike Alexandersen) з Університету Британської Колумбії за допомогою Канадсько-Франко-Гавайського телескопа. Постійної назви астероїд поки не отримав. В даний час є єдиним відкритим троянським астероїдом планети Уран. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Якщо астрономія - ваше хоббі, спробуйте пройти невеликий тест і перевірити свої знання НА ЦІЙ СТОРІНЦІ.
Ви можете переглянути також інші публікації з астрономії:
Освоєння космосу Kолонізація Сонячної системи
Найближчі зорі до Сонця
Географія найближчого космосу
Як утворився Всесвіт?
Пояс Койпера і Хмара Оорта
ЦІКАВА АСТРОНОМІЯ: Цікаві факти про космос
Коротка історія часу. Стівен Гокінг
Пояс Койпера і Хмара Оорта
Модель Сонячної системи
Короткий тест по астрономії. Cонячна система. Пройти тест
Розшифровка javascript, разпаковка js
Коментарів поки немає (0)
Google:03.03-20:34 || Bing:29.12-02:40 || Yandex:26.01-00:23 
