Астрономы обнаружили еще один астероид, разделяющий орбиту Марса. Эти типы астероидов называются троянами, и они вращаются двумя группами: одна впереди, другая позади планеты. Однако происхождение марсианских троянов неясно.
Может ли это новое открытие помочь объяснить, откуда они взялись?
Сейчас известно 14 марсианских троянов, имя самого нового из них — 2023 FW14. Они разделены на две группы: одна на 60 градусов впереди Марса, другая на 60 градусов позади Марса. Это точки Лагранжа 4 и Лагранжа 5.
Большинство марсианских троянов находятся в точке L5, и этот недавно обнаруженный — второй, обнаруженный в точке L4.
Новое исследование, опубликованное в журнале Astronomy and Astrophysicals, представляет это открытие. Его название — «Динамика 2023 FW14, второго марсианского трояна L4, и физическая характеристика с использованием 10,4-метрового телескопа Gran Telescopio Canarias». Ведущий автор — Рауль де ла Фуэнте Маркос из факультета физики Земли и астрофизики Мадридского университета Комплутенсе.
Ученые не уверены, откуда взялись марсианские трояны. Другие трояны, такие как трояны Юпитера, возможно, были захвачены Юпитером в первые годы существования Солнечной системы. Или Юпитер мог захватить их позже, когда мигрировал.
Но Марс — гораздо менее массивная планета, и астрономы не уверены, сможет ли Марс захватывать троянов так же, как это делает Юпитер. Трояны Марса могли быть такими же старыми, как трояны Юпитера, но некоторые данные свидетельствуют об обратном. Дюжина или более троянов в точке L5 на Марсе, похоже, являются результатом одного и того же столкновения. Семейство называется Эврика, и их спектры указывают на богатый оливином состав.
Оливин относительно редок в главном поясе астероидов. Это побудило некоторых исследователей предположить, что марсианские трояны L5 представляют собой обломки древнего столкновения между Марсом, где часто встречается оливин, и планетезималью.
Два трояна L4 Mars разные. У них нет таких же спектров, как у троянов L5, но пара действительно демонстрирует некоторые сходства в своих спектрах, поэтому общее происхождение этих двух вполне возможно.
В этой статье исследователи намеревались определить происхождение сезона FW14 2023 года. Для своей работы они использовали Gran Telescopio Canarias. Это 10,4-метровый телескоп на Канарских островах в Испании с прикрепленным к нему инструментом под названием камера-спектрограф OSIRIS.
Спектр 2023 FW14 относит его к тому же классу, что и астероид типа Xc. Название X-типа включает в себя несколько разных типов астероидов со схожими спектрами, но, вероятно, с разным составом. Xc-типы представляют собой подкласс X-типов, которые занимают промежуточное положение между астероидами C-типа, наиболее распространенным типом астероидов в Солнечной системе, и необычными астероидами K-типа.
Исследователи также использовали моделирование N тел, чтобы попытаться понять резонанс нового астероида с Марсом. Трояны следуют по так называемым орбитам головастиков. На орбиты головастиков влияет гравитация Земли, которая заставляет объекты попеременно колебаться, ускоряться или замедляться.
Орбиты головастиков сложны. Астероиды на этих орбитах обмениваются большим количеством энергии и углового момента с планетой, движущейся по круговой орбите. Петли головастика состоят из нескольких перекрывающихся эпициклических петель.
2023 FW14 имеет более высокий эксцентриситет орбиты и меньшее наклонение, чем другой марсианский троян L4. Это означает, что он занимает нестабильную область и вращается по прихоти нескольких различных резонансов. Эта нестабильность означает, что через несколько миллионов лет он, скорее всего, будет выброшен.
Исследователи подсчитали, что его размер составляет примерно 318 метров (+493/-199). Это делает его одним из самых маленьких известных на данный момент троянов.
Что касается его происхождения, авторы говорят, что есть две возможности.
Его долгосрочное поведение, включая его прошлое, позволяет предположить, что он был захвачен из популяции астероидов, пересекающих Марс, из группы околоземных астероидов (NEA). Но это может быть и фрагмент другого трояна, пока не обнаруженного, или уже не являющегося трояном.
Спектральные данные говорят о другом. Оба астероида L4 кажутся более примитивными, чем марсианские трояны L5. Спектр 2023 FW14 также подтверждает идею о том, что это захваченный NEA, пересекающий Марс. Однако, по мнению авторов, эти данные не столь однозначны и не могут быть использованы для исключения другой гипотезы, заключающейся в том, что астероид образовался на месте. «Хотя эти данные и неполные, они подтверждают интерпретацию 2023 FW14 как нарушителя, захваченного у пересекавшей Марс популяции NEA, но их нельзя использовать для отклонения конкурирующей гипотезы о том, что 2023 FW14 образовалась на месте», — пишут они.
Каким бы ни было его происхождение, исследователи подсчитали, что 2023 FW14 пройдет около 10 миллионов лет, прежде чем он будет изгнан со своей троянской орбиты. Это временный троян, и это открытие может доказать, что марсианские трояны могут быть временно захвачены, но это пока не доказано.
