Троянцы марса что это
Троянские астероиды Марса и их нераскрытые тайны
Троянские астероиды Марса — это результат тонкой и красивой игры гравитации орбитами тысяч небольших космических тел… Свои имена они получают в честь героев троянской войны, описанной в Илиаде.
Троянскими называют астероиды, которые находятся в точках Лагранжа L4 и L5 орбиты планеты. То есть примерно на 60 градусов впереди и позади планеты, если следовать по ее орбите, соответственно. В этих точках гравитация Солнца и планеты уравновешены. И это обстоятельство допускает существование в этих точках космических тел на относительно стабильных орбитах.
Троянские астероиды планет Солнечной системы
Первые известные троянские астероиды были обнаружены на орбите Юпитера. Это целое огромное семейство, состоящее из тысяч космических камней. По своему количеству они вполне могут соперничать с камнями главного пояса астероидов. Первый троянский астероид Юпитера, Ахиллес 588, был обнаружен в 1906 году. Долгое время считалось, что эти астероиды являются уникальной особенностью Юпитера из-за его массивного гравитационного поля.
Художественное представление планеты Марс в окружении астероидов. Источник НАСА.
Существование троянских астероидов на орбитах других планет раньше считалось практически невозможным. Поскольку их орбиты были бы крайне нестабильными. Однако за последние десятилетия астрономы выяснили, что почти все планеты сопровождаются троянскими астероидами. Они есть у Венеры, Земли, Марса, Урана и Нептуна. Все они расположены в точках Лагранжа L4 и L5. Хотя, конечно, их гораздо меньше, чем у Юпитера. В случае с Землей ученым удалось обнаружить только один подобный объект — астероид 2010 TK7. У Венеры — тоже один. Его индекс — 2013 ND15. В то время как Нептун, который находится далеко от Юпитера, рядом с поясом Койпера, имеет относительно большое количество подобных объектов. В настоящее время их обнаружено уже 17.
А вот у Сатурна троянские астероиды пока не обнаружены. Скорее всего это связано с тем, что близость планеты к Юпитеру является негативным фактором для устойчивости орбит подобных тел. Хотя, безусловно, некоторые из них временно могут оказаться в точках Лагранжа орбиты Сатурна.
Но знаете, что больше всего поражает астрономов, занимающихся этой темой? Наличие троянских астероидов у Марса! Почему? Да просто потому, что их не должно существовать!
Внутренние планеты Солнечной системы и Юпитер. Зеленым и синим цветом обозначены группы марсианских и юпитерианских троянских астероидов. Марсианские «троянцы» выделены ярко-зеленым цветом. Источник: Wikipedia Commons.
Странные «троянцы» Марса
И действительно, если учитывать низкую гравитацию Марса и его близость к Юпитеру, существование троянских астероидов у Марса выглядит странновато. Но, несмотря на подобные обстоятельства, астрономы обнаружили на орбите Красной планеты целых девять подобных объектов! Восемь из них находятся в точке L5, и еще один в точке L4. И это третья по величине группа подобных тел после Юпитера и Нептуна! Но и это еще не все. Удивительно, но у большинства из троянских астероидов Марса стабильные орбиты. Как это вообще возможно?
По этому поводу есть несколько теорий. И, без сомнения, самая разумная заключается в том, что все эти тела являются частями самого Марса. Или, возможно, это какие-то остатки материала, из которого образовалась Красная планета. Как и наша Луна, вероятно, является результатом столкновения протоземли с протопланетой Тейя.
Самый крупный марсианский троянский астероид — 5261 Эврика. Астрономы обнаружили его в 1990 году в точке L5 марсианской орбиты.
Чтобы прояснить тайну этих объектов, нужно обязательно узнать их состав. И с этим есть сложности. Получить качественные спектры таких малых тел, находящихся на таком расстоянии, совсем непросто. Однако, все же, возможно. Несколько лет назад группа исследователей использовала телескоп VLT, расположенный в Чили, и инфракрасный телескоп НАСА на Гавайях для анализа спектров некоторых астероидов. Проанализировав полученные данные ученые пришли к выводу, что все они имеют похожий спектр из-за присутствия в нем линий оливина. Этот минерал редко встречается в астероидах. Только 0,4% изученных астероидов Солнечной системы имеют подобный спектральный отпечаток. Однако оливин очень распространен на Марсе. Об этом говорят данные, полученные марсоходом Spirit и зондом НАСА MRO. Особенно его много в ударных бассейнах. А еще его много в метеоритах, родиной которых считается Красная планета.
Родом с Марса
Оливин — это минерал, образованный силикатами железа и магния. Он очень распространен и на Земле. Особенно в ее мантии. А еще его обнаружили на Луне. И, что весьма и весьма любопытно, на астероиде Веста! Другими словами, присутствие оливина прямо говорит нам о том, что Эврика и ее братья и сестры произошли от более крупного и дифференцированного тела. Вывод, пусть и не прямой, очевиден: Эврика и подобные троянские астероиды родом из мантии Марса!
Теперь предположим, что астероид Эврика и вправду родился в результате столкновения какого-то крупного тела с Марсом. В принципе, нет проблем с объяснением того, как он попал в космос. Потому что ученым известно, что столкновения крупных космических тел могут относительно легко выбросить материал на марсианскую, или даже солнечную орбиту. Но есть другой, гораздо более сложный вопрос. Звучит он так: как именно эти астероиды приобрели стабильные орбиты в точках Лагранжа L4 и L5?
Единственный способ узнать всю правду — это отправить к Марсу специальный зонд. И поставить ему задачу изучить марсианские троянские астероиды. И, если это будет возможно, доставить на Землю образцы некоторых из них.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Что такое троянские астероиды и насколько они опасны для Земли
Астрономы вычислили вероятность столкновения астероида Апофис с Землей в 2068 году. Рассказываем, насколько вероятно это событие и какие еще астероиды есть в Солнечной системе.
Читайте «Хайтек» в
Приближение астероида
Астрономы использовали данные, полученные от американского космического агентства NASA, для корректировки измерений эффекта Ярковского для астероида Апофис. Этот феномен — по сути, почти незаметный толчок, создаваемый солнечным светом — особенно важен для Апофиса, поскольку касается вероятности его столкновения в 2068 году. Долгое время прогнозировалось, что внушительный околоземный астероид пройдет относительно близко к нашему миру в 2029, 2036 и 2068 годах. Но недавно ученые пересмотрели вероятность столкновения астероида с Землей в 2068 году. В соответствии с данными NASA риск того, что космический камень врежется в нашу планету, составляет 0,00026%.
Стоит отметить, что Апофис приблизится к Земле и ранее — в 2029 и 2036 годах, однако расчеты астрономов полностью исключают вероятность столкновения астероида с нашей планетой во время ближайших сближений, сообщает Express.
Но что было бы, если бы Апофис врезался в Землю? Такие данные у ученых тоже есть. Учитывая скорость и масштаб древнего обломка, эксперты подсчитали, что при столкновении с Землей высвободится примерно 1 200 млн мегатонн энергии в тротиловом эквиваленте — этого достаточно, чтобы образовался кратер длиной 5 км. На самом деле прозвище Апофиса «Судный день» было бы вполне подходящим, поскольку такое столкновение уничтожило бы миллионы жизней. Но, к счастью, это маловероятно.
Вероятность столкновения нашей планеты и Апофиса рассматривалась ранее, в 2016 году как крайне малая, с вероятностью 99,99933%, что астероид пролетит мимо Земли. Более свежие наблюдения, впервые обсуждавшиеся в октябре прошлого года и обновленные только что, к счастью, показывают, что это еще более маловероятно.
Что такое троянские астероиды?
Кроме астероидов, периодически приближающихся к Земле, в Солнечной системе есть особая группа астероидов — троянская.
Первые астероиды подобного типа были обнаружены у Юпитера и названы по именам персонажей Троянской войны, описанных в «Илиаде» Гомера, причем группа, опережающая Юпитер на 60°, получала имена преимущественно греков, а отстающая — троянцев (всего их известно уже свыше 6 тыс.). В дальнейшем «троянцы» были обнаружены также у Нептуна (с десяток), Урана и Марса, а в 2010 году был найден первый и пока единственный троянский астероид у Земли — 2010 TK7 диаметром около 300 м (в точке L4, так что «по справедливости» это скорее «грек»). Считается, что все это — наследие ранних времен Солнечной системы, когда распределение планет, астероидов и комет весьма отличалось от того, что ученые наблюдают сейчас.
Марс — пока единственная планета земного типа, у которой троянские компаньоны встречаются как в точке L4, так и L5.
Первый марсианский троянец был обнаружен более 25 лет назад в точке L5 и получил название «Эврика» в память об известном восклицании древнегреческого математика Архимеда («Нашел!»), совершившего открытие. К настоящему времени число известных троянцев у Марса удалось довести до девяти, однако все они, кроме одного — (121514) 1999 UJ7, располагаются в точке Лагранжа L5. Более того, все троянцы из L5 обращаются возле Эврики. Причина столь неравномерного распределения этих объектов до сих пор неясна, хотя есть несколько объяснений. При одном сценарии астероид-прародитель, находившийся в точке L5, был разрушен в ходе столкновения, и его фрагменты как раз сейчас и наблюдают ученые.
Другая гипотеза состоит в том, что Эврика могла испытать процесс так называемого вращательного деления — раскрутившись, она потеряла небольшие фрагменты, оставшиеся на гелиоцентрической орбите. И в том, и в другом случае предполагается, что астероиды из семейства Эврики когда-то были частью одного объекта-прародителя. Хотя косвенные указания на реальность этой гипотезы ученым уже попадались, однозначно подтвердить ее можно лишь после изучения состава всех троянцев, например, с помощью спектрального анализа.
Какие еще есть астероиды в Солнечной системе?
Еще одно исследование об астероидах, проведенное в этом месяце, предполагает, что троянские астероиды Юпитера могут быть более необычными, чем считалось ранее. Троянские астероиды — это скалистые объекты, которые вращаются вокруг Солнца прямо перед газовым гигантом и сразу за ним, в гравитационных точках, известных как точки Лагранжа. Группа астероидов перед Юпитером (L4, или греческая) немного больше, чем группа за ним (L5, троянская). Однако до до сих пор астрономы полагали, что в остальном между ними было мало различий. Новое исследование ставит эту теорию под сомнение.
Группа ученых, используя данные системы последнего предупреждения об астероидных земных столкновениях (ATLAS), базирующейся на Гавайях, обнаружила неожиданные изменения в форме троянцев. Новое исследование предполагает, что объекты в популяции L4 на самом деле более вытянуты, чем в среднем в популяции L5.
Почему это важно? Что ж, разница «может означать различную эволюцию столкновений в каждом облаке», — говорится в статье. Большая популяция группы L4 означает, что у объектов внутри него было больше возможностей столкнуться друг с другом. Когда один троянец сталкивается с другим, более крупные объекты изнашиваются или разбиваются на мелкие части. Миллиарды лет столкновений привели к тому, что больше астероидов именно группы L4 приобрели эксцентричные формы, чем объекты L5.
Это открытие — урок эволюционной истории Солнечной системы, и троянцы Юпитера могут предложить ученым гораздо больше в ближайшем будущем. Чтобы ближе познакомиться с этими первобытными остатками ранней Солнечной системы, НАСА собирается запустить в этом году роботизированный космический корабль, который посетит их. Миссия названа Lucy («Люси») в честь скелета гоминина Люси, потому что изучение троянов может выявить «окаменелости формирования планет»: материалы, которые сгруппировались в ранней истории Солнечной системы для формирования планет и других тел. Сам австралопитек был назван в честь песни группы «Битлз» — «Люси на небесах в алмазах» (англ. Lucy in the Sky with Diamonds).
А у Земли есть троянские астероиды?
Троянские астероиды Земли — астероиды, находящихся близ точек Лагранжа L 4 и L 5 системы Земля — Солнце и, таким образом, движущиеся вокруг Солнца вдоль орбиты Земли в 60° впереди (L4) или позади (L5) нее. На 2019 год известен лишь один такой объект, 2010 TK7 (в точке L4).
2010 TK7 первый троянский астероид Земли, был обнаружен в 2010 году с помощью инфракрасного космического телескопа WISE. Это небольшой объект, его диаметр — около 300 м. Он обращается вокруг точки L4, выходя из плоскости эклиптики. Несмотря на активный поиск, других троянских астероидов пока не обнаружено (например, в 2017 году вблизи L4 и L5 проходили космические аппараты OSIRIS-REx и Хаябуса-2, соответственно, которые не обнаружили никаких других объектов).
И все же недавно астрономы обнаружили на орбите Земли троянский астероид. Напомним, так называют астероиды, которые находятся в окрестностях точек Лагранжа, и, как следует из этого, в орбитальном резонансе планет или их спутников.
В точках Лагранжа тело с пренебрежимо малой массой по сравнению с двумя основными в системе (Земля и Солнце, например) может оставаться неподвижным относительно этих тел. Например, у Юпитера есть более 9 000 троянских астероидов. У Земли был только один подтвержденный.
Теперь, похоже, ученые нашли второй такой. Объект назвали 2020 XL5. Ниже бирюзовым показана орбита астероида.
Также сообщается, что астероид не представляет опасности для Земли. Несмотря на свое угрожающее название, троянские астероиды наоборот могут помочь землянам лучше понять природу Солнечной системы.
Троянские астероиды Марса оказались несостоявшейся мини-планетой
Группа европейских астрономов с помощью Очень большого телескопа в Чили (VLT) сумела изучить состав троянских астероидов Марса (находящихся на его орбите в точках Лагранжа L4 и L5) и установить, что эти обломки принадлежали к одной распавшейся некогда мини-планете.
Троянские астероиды — группы астероидов, запертых в орбитальном резонансе 1:1 (вместе с Солнцем и планетой они составляют два равносторонних треугольника). Относительная устойчивость их положения объясняется результатом решения гравитационных уравнений в системе двух массивных тел — в точках Лагранжа (иначе говоря, точках либрации, от лат. libratio — «раскачивание»)
тела с пренебрежимо малой массой могут слегка прецессировать («покачиваться»), оставаясь в определенных окрестностях некой «точки».
Всего существуют пять точек Лагранжа, но в данном случае речь идет о двух из них, обгоняющих по орбите планету на 60° и отстающих от нее на 60°. Свое название все эти «точки» получили по имени Жозефа Луи Лагранжа — французского математика, астронома и механика XVIII века итальянского происхождения, представившего в 1764 году работу, посвященную либрации Луны.
Первые астероиды подобного типа были обнаружены у Юпитера и названы по именам персонажей Троянской войны, описанных в «Илиаде» Гомера, причем группа, опережающая Юпитер на 60°, получала имена преимущественно греков, а отстающая — троянцев (всего их известно уже свыше шести тысяч). В дальнейшем «троянцы» были обнаружены также у Нептуна (с десяток), Урана и Марса, а в 2010 году был найден первый и пока единственный троянский астероид у Земли — 2010 TK7 диаметром около 300 м (в точке L4, так что «по справедливости» это скорее «грек»). Считается, что все это — наследие ранних времен Солнечной системы, когда распределение планет, астероидов и комет весьма отличалось от того, что мы наблюдаем ныне.
Марс — пока единственная планета земного типа, у которой троянские компаньоны встречаются как в точке L4, так и L5.
Первый марсианский троянец был обнаружен более 25 лет назад в точке L5 и получил название «Эврика» в память об известном восклицании древнегреческого математика Архимеда («Нашел!»), совершившего открытие. К настоящему времени число известных троянцев у Марса удалось довести до девяти, однако все они, кроме одного — (121514) 1999 UJ7, располагаются в точке Лагранжа L5. Более того, все троянцы из L5 обращаются возле Эврики (см. рис.). Причина столь неравномерного распределения этих объектов до сих пор неясна, хотя есть несколько объяснений. При одном сценарии астероид-прародитель, находившийся в точке L5, был разрушен в ходе столкновения, и его фрагменты мы как раз сейчас и наблюдаем.
Другая гипотеза состоит в том, что Эврика могла испытать процесс так называемого вращательного деления — раскрутившись, она потеряла небольшие фрагменты, оставшиеся на гелиоцентрической орбите. И в том и в другом случае предполагается, что астероиды из семейства Эврики когда-то были частью одного объекта-прародителя. Хотя косвенные указания на реальность этой гипотезы ученым уже попадались, однозначно подтвердить ее можно лишь после изучения состава всех троянцев, например, с помощью спектрального анализа.
Для этой цели группа астрономов под руководством Галина Борисова (Galin Borisov) и Апостолоса Христо (Apostolos Christou) из Арманской обсерватории и планетария в Северной Ирландии (Великобритания) совместно с итальянскими и польскими учеными воспользовалась спектрографом X-Shooter, установленным на Очень большой телескоп Европейской южной обсерватории в Чили в начале 2016 года для записи спектров в ультрафиолетовом, видимом и ближнем инфракрасном диапазонах двух астероидов, принадлежащих к семейству Эврика, — (311999) 2007 NS2 и (385250) 2001 DH47.
В результате анализа этих спектров, а также данных с двухметрового телескопа болгарской Национальной астрономической обсерватории удалось установить генетическую связь между астероидами и подтвердить их принадлежность к одному семейству. Кроме прочего, спектральный анализ показал, что эти астероиды состоят преимущественно из оливина — минерала, который образуется внутри достаточно крупных объектов при высоких давлениях и температурах. Это значит, что изучаемые астероиды содержат реликтовое вещество мантии из внутренностей некой мини-планеты, или планетезимали, где, как и в нашей Земле когда-то, проходил процесс дифференциации коры, мантии и ядра —
до тех пор, пока зародыш планеты не был уничтожен в результате столкновения.
В те времена подобные катастрофы случались довольно часто, ведь в Солнечной системе хватало разного рода обломков, даже наша собственная Луна (по стандартной на нынешний момент теории) образовалась в результате столкновения с Землей объекта величиной с Марс, мигрировавшего, вероятно, из точки Лагранжа на околоземной орбите.
Христо отмечает, что до сих пор изученные семейства Главного пояса астероида (расположенного между орбитами Марса и Юпитера), а также троянцев Юпитера не характеризовались подобным преобладанием оливина. С этим связана так называемая проблема нехватки мантии (дефицита мантии): если в поясе астероидов содержатся куски разрушенных протопланет, в которых уже запускались процессы дифференциации, то часть из них должна содержать вещество мантии, а не только остатки коры и металлического ядра.
Одно время была популярна (особенно в среде писателей-фантастов) гипотеза про Фаэтон, или планету Ольберса, который якобы когда-то находился между Марсом и Юпитером, а затем распался и образовал нынешний пояс астероидов, однако расчеты, призванные определить, как двигались нынешние астероиды в прошлом, и последующее изучение всех этих объектов показало, что подобная гипотеза, скорее всего, неверна — астероиды никогда не были частью одной планеты, наоборот, являются остатками облака, из которого так никогда и не смогла сформироваться еще одна планета (из-за гравитационного влияния Юпитера).
Разумеется, открытие оливина в троянских астероидах не позволяет окончательно закрыть вышеописанную проблему нехватки мантии, однако оно показывает, что вещество мантии определенно присутствовало вблизи Марса на заре истории Солнечной системы. Как объясняет Христо, «данные свидетельствуют о том, что такой материал участвовал в формировании Марса и, возможно, его планетарного соседа, нашей собственной Земли».
Полученные результаты представлены в статье, опубликованной в апрельском выпуске журнала MNRAS.
Ученые раскрыли тайну рождения «троянских» астероидов-спутников Марса
МОСКВА, 23 окт – РИА Новости. Знаменитые марсианские астероиды-троянцы, «преследующие» Марс, попали на свои текущие орбиты благодаря необычному взаимодействию света Солнца с материей прародителя этих небесных камней, заявили ученые, выступавшие на ежегодной планетологической конференции DPS в американском Прово.
«Марсианские троянцы возникли не в результате столкновения астероида Эврика с каким-то другим небесным телом, а из-за феномена, который мы называем эффектом YORP. Он выражается в том, что солнечный свет может раскручивать астероид, нагревая его с одной стороны и заставляя излучать тепло с другой. В конечном итоге он раскручивается до таких скоростей, что он распадается на части», — заявил Апостолос Христоу (Apostolos Christou) из обсерватории Армо (Великобритания).
На сегодняшний день на Земле есть несколько десятков метеоритов, которые представляют собой фрагменты древнего Марса, отколовшиеся от него при падении крупных астероидов. Данные фрагменты пород красной планеты содержат в себе информацию о ее геологическом и климатическом прошлом, что помогает ученым понять историю эволюции Марса.
В марсианском происхождении этих «небесных камней» ученые не сомневаются, однако на сегодняшний день у геологов и планетологов почти нет никакой информации о том, как эти фрагменты коры и мантии Марса могли покинуть его поверхность и отправиться в полет на Землю.
Еще большую загадку, как рассказывает Христоу, представляют так называемые троянские астероиды Марса – группа достаточно крупных небесных тел, вращающихся по орбите красной планеты перед ней и за ней. Они находятся в особых точках на орбите Марса, где притяжение Солнца и планеты уравновешиваются, благодаря чему они могут беспрепятственно двигаться вместе с ней и составлять ее своеобразную космическую «свиту».
Главной необычной их чертой являются две вещи – их необычный химический состав, делающий их больше похожими на планеты, чем на другие астероиды, а также то, что все они движутся очень плотной и «кучной» группой, за исключением небольшого числа астероидов.
По этой причине многие планетологи считали, что прародителем всех этих небесных камней был астероид Эврика, крупнейший «троянец» Марса диаметром в 1,3 километра, переживший столкновение с каким-то другим крупным астероидом в далеком прошлом и распавшийся на несколько отдельных частей.
Христоу и его коллеги уже несколько лет наблюдают за «троянцами» Марса, пытаясь понять, как возникла Эвридика и ее предположительные обломки. Относительно недавно им удалось показать, что этот астероид, скорее всего, является фрагментом коры Марса, а не «настоящим» небесным телом, что заново поставило перед планетологами вопрос – как он мог расколоться на части, и почему другие «троянцы» Марса не обладают подобной свитой.
Британские астрономы смогли раскрыть эту загадку, вычислив скорость вращения двух других «троянцев» Марса, пока безымянных астероидов 101429 и 121514. Как показали эти замеры, первое небесное тело вращается очень быстро, совершая один оборот вокруг своей оси всего за 7 часов, тогда как второй астероид является его полной противоположностью – день на нем длится более 50 часов.
И тот и другой вариант, как объясняют ученые, не подходят для формирования «свиты» из новых троянцев. В первом случае астероид находится в такой точке орбиты Марса, где его осколки будут просто улетать в космос, а не двигаться рядом с прародителем, а во втором – он вращается слишком медленно, из-за чего он просто не будет распадаться на части.
Эвридика, в свою очередь, лишена подобных проблем — она находится в удачной области орбиты Марса и совершает один оборот вокруг своей оси примерно за три часа. По этой причине YORP-эффект смог отколоть от нее достаточно большое число осколков и породить рой загадочных астероидов, аналоги которых на орбитах Юпитера, Сатурна и других планет-гигантов, как считают ученые, могут формироваться аналогичным образом.