Międzynarodowy zespół astronomów potwierdził istnienie drugiej planetoidy trojańskiej Ziemi. Obiekt 2020 XL5 krąży po zbliżonej do Ziemi orbicie i jest dopiero drugim zidentyfikowanym tego typu obiektem. Jego odkrycie sugeruje, że planetoidy trojańskiej Ziemi mogą być bardziej powszechne niż sądziliśmy.
Astronomowie potwierdzili istnienie drugiej ziemskiej planetoidy trojańskiej. Kosmiczna skała, nazwana 2020 XL5, znajduje się w jednym ze punktów libracyjnych w układzie Ziemia-Słońce, około 60 stopni przed naszą planetą na jej orbicie. Symulacje sugerują, że obiekt będzie towarzyszył Ziemi przez co najmniej 4000 lat.
Opis badań potwierdzających istnienie drugiej planetoidy trojańskiej ukazał się na łamach pisma „Nature Communications” (DOI: 10.1038/s41467-022-27988-4).
Określenie trojańczycy, czy planetoidy trojańskie, kojarzy się przede wszystkim z grupami obiektów (do tej pory znanych jest ich około 9800), które znajdują się na orbicie zbliżonej do orbity Jowisza. To najbardziej znani trojańczycy, ale tego typu obiekty towarzyszą również innym planetom w Układzie Słonecznym, jak chociażby Marsowi (dziewięć znanych obiektów) czy Neptunowi (28 znanych obiektów).
Obiekty te krążą wokół Słońca w pobliżu punktów libracyjnych, zwanych też punktami Lagrange’a, znajdujących się na orbitach swoich planet, gdzie przyciąganie grawitacyjne planety i Słońca równoważy się. Dzięki temu miejsca te są stabilnymi punktami w przestrzeni kosmicznej. W układzie trzech ciał powiązanych grawitacyjnie, w których jedno ma masę pomijalną względem pozostałych dwóch, występuje pięć takich punktów. Określane są przeważnie od L1 do L5.
W 2010 roku astronomowie za pomocą satelity WISE odkryli pierwszą planetoidę trojańską Ziemi. Nazwali ją 2010 TK7. Obiekt ten krąży wokół punktu L4, w odległości kątowej 60 stopni przed planetą i ma około 300 metrów średnicy. Orbita planetoidy 2010 TK7 jest mocno wydłużona i jej odległość od Ziemi podczas obserwacji prowadzących do jej odkrycia zmieniała się w granicach od ok. 30 do ok. 120 mln km. Teraz naukowcy znaleźli kolejnego trojańczyka Ziemi.
Skała została po raz pierwszy zauważona przy pomocy teleskopu Pan-STARRS1 na Hawajach w grudniu 2020 r., a dalsze obserwacje sugerowały, że może również krążyć wokół punktu L4. Aby to potwierdzić Toni Santana-Ros z Uniwersytetu w Barcelonie i jego współpracownicy obserwowali planetoidę za pomocą teleskopów naziemnych w 2021 r. Pomiary jej jasności pozwoliły im oszacować rozmiar obiektu – około trzy do czterech razy szerszy niż w 2010 TK7. Badacze przeszukali również dane archiwalne i znaleźli obiekt na zdjęciach datowanych na 2012 rok. Nowe obserwacje połączone z archiwalnymi danymi dały pełniejszy obraz.
- Mając te dane pod ręką, poszerzyliśmy naszą wiedzę o orbicie planetoidy, a następnie mogliśmy potwierdzić, że jest to druga planetoida trojańska Ziemi – mówi Santana-Ros. - Ponadto wykonaliśmy pewne pomiary jasności obiektu, aby móc obliczyć jego rozmiar. Oczekuje się, że jest on większy niż jeden kilometr – dodaje.
- Nie ma wątpliwości, że to ziemski trojańczyk — zaznacza Santana-Ros. Obserwacje z ostatniej dekady pozwoliły zespołowi obliczyć orbitę obiektu na tysiące lat w przyszłość, potwierdzając naturę asteroidy. Zespół przewiduje, że 2020 XL5 będzie okrążał L4 przez co najmniej 4000 lat. Dla porównania 2010 TK7 przetrwa na swojej pozycji około 10 tys. lat.
Planetoidy trojańskie Ziemi są rzadkie, przynajmniej w świetle obecnej wiedzy, w porównaniu do chociażby takiego Jowisza. Jednak według autorów publikacji, mogą na taki stan rzeczy wpływać trudności w obserwacji punktów L4 i L5. Ale nawet pomijając to, pojawia się również problem ze stabilnością. Punkty L4 lub L5 są najmniej stabilne ze wszystkich punktów libracyjnych i obiekty, które się tam dostaną, mogą nie pozostać tam na długo.
- Jowisz to ogromny obiekt, to olbrzym, który oczyścił dużą część swojego sąsiedztwa. Nie ma w pobliżu żadnego innego konkurenta. Tak więc gromadzi wiele obiektów wokół swoich punktów L4 i L5 i bardzo trudno jest im uciec z tych punktów. W przypadku Ziemi jesteśmy znacznie bliżej Słońca, a ponadto mamy Wenus, o podobnej masie co Ziemia, mamy Marsa czy Księżyc. Oznacza to, że te punkty nie są tak stabilne, jak w przypadku Jowisza. Obiektom z ziemskich punktów L4 i L5 znacznie łatwiej jest uciec z powodu grawitacyjnych perturbacji – podkreśla Santana-Ros. Fakt, że naukowcy odkryli drugą planetoidę trojańską Ziemi, oznacza, że 2010 TK7 nie jest samotnikiem. - Może być częścią rodziny lub populacji - mówi Santana-Ros.
W październiku ubiegłego roku wystartowała misja Lucy, której celem będzie badanie planetoid trojańskich Jowisza. Podczas swojej podróży sonda pokona 6,3 miliarda kilometrów. Zbada rekordową liczbę 8 planetoid znajdujących się na 6 niezależnych orbitach. Pierwsze spotkanie Lucy z planetoidą będzie miało miejsce w 2025 roku (więcej na temat misji w tekście: Wystartowała sonda Lucy z ambitną misją badania początków Układu Słonecznego).
Źródło: Science News, fot. NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva/Spaceengine/M. Zamani (NSF's NOIRLab)
