Gugusan benda langit berukuran relatif kecil yang orbitnya terletak antara Mars dan Jupiter sudah lama diketahui. Inilah yang disebut sabuk asteroid. Benar, dengan ditemukannya sabuk Kuiper dan awan Oort, sabuk itu mulai disebut sebagai sabuk asteroid utama.

Asteroid sebesar , Eros atau Pallas, dan bongkahan batu berdiameter beberapa meter, berputar mengelilingi Matahari dalam orbit dengan jari-jari sekitar 2,1 hingga hampir 4 unit astronomi (AU). Ingatlah bahwa satu sama dengan jarak Bumi ke Matahari – 150 juta kilometer.

Namun, pada awal abad ke-20, ditemukan sebuah asteroid yang tidak sesuai dengan aturan. Ia bergerak dalam orbit yang sama dengan Yupiter, 60° di depannya relatif terhadap Matahari. Dengan demikian, dipastikan bahwa di antara benda-benda langit kecil di sistem bintang kita terdapat benda-benda yang bergerak, seolah-olah diikat, di belakang planet, atau “asteroid Trojan”.

Selama beberapa dekade terakhir, astronomi telah mencapai kemajuan yang signifikan. Teleskop dan superkomputer paling kuat yang diluncurkan melampaui atmosfer ke orbit bumi mengambil tempat di peringkat tersebut. Namun, satu masalah fisika dan matematika masih belum terpecahkan - menghitung gerak tiga benda yang berinteraksi secara gravitasi satu sama lain. Belum ada ilmuwan yang mengusulkan metode untuk menghitung orbit tiga benda untuk jangka waktu yang kurang lebih lama.

Satu-satunya ahli matematika yang mencapai keberhasilan dalam bidang ini adalah Joseph Lagrange dari Perancis. Pada akhir abad ke-18, ia menghitung hukum rotasi tiga benda langit dengan satu-satunya peringatan bahwa salah satunya harus memiliki massa yang dapat diabaikan dibandingkan dua benda lainnya. Perhitungan Lagrange membuktikan bahwa terdapat area, titik di ruang angkasa, di mana pengaruh gravitasi kedua benda masif tersebut seimbang. Dan benda (ringan) ketiga, yang berada pada titik-titik ini, hampir tidak bergerak dibandingkan dengan dua benda berat.

Poin lagrange

Bagaimana ini mungkin? Misalnya, perhatikan titik L1 pada diagram. Menurut hukum mekanika angkasa Newton, benda yang terletak lebih dekat ke Matahari daripada Bumi harus bergerak dalam orbit lebih cepat dan “terbang” ke depan. Mengapa hal ini tidak terjadi, dan tubuh berputar mengikuti planet? Ya, karena Bumi, saat menarik suatu benda, tampaknya mengurangi gaya tarik-menarik matahari terhadap benda tersebut (Matahari “tampaknya” kurang masif terhadap benda tersebut). Dan di sekitar pusat yang lebih terang, satelit akan berputar lebih lambat.

Menurut skema serupa lainnya, hukum fisika juga bekerja dengan sempurna dalam kaitannya dengan titik Lagrange lainnya.

Pembukaan dan judul

Asteroid Trojan pertama ditemukan pada tahun 1904 di titik L4 orbit Jupiter. Seperti biasa, namanya dipinjam dari epos Hellenic kuno. Benda angkasa menerima nama pahlawan Troy yang legendaris - "Achilles". Kemudian, satu demi satu, sebanyak dua puluh asteroid lagi ditemukan di orbit planet raksasa tersebut.

Penemuan ini bukanlah kejutan bagi para peneliti; banyak astronom mencoba menguji teori Lagrange; satu-satunya pertanyaan adalah kemampuan teknis yang mereka miliki; Seperti yang diharapkan, semua benda yang ditemukan terletak di titik L4 dan L5 orbit Jupiter.

Dan semua nama, setelah Achilles, diberikan kepada mereka untuk menghormati para pahlawan Perang Troya: Ajax, Hector, Diomedes, Patroclus, dll. Para prajurit dari pihak Yunani yang menyerang “menetap” di titik L4, dan Trojan menetap di titik L5. Oleh karena itu, nama “asteroid Trojan” diberikan untuk semua objek serupa yang ditemukan kemudian, termasuk objek yang mengorbit planet lain.

Sejak lama, sebagian besar ilmuwan meragukan kemungkinan adanya Trojan di dekat planet kecil seperti Bumi atau Mars. Memang, pada asteroid semacam itu, selain planet itu sendiri dan bintangnya, benda masif lainnya di Tata Surya juga akan memiliki efek gravitasi yang signifikan, dan stabilitas objek di titik Lagrange planet kecil tersebut diragukan. Namun, pada tahun 1990, sebuah asteroid ditemukan di titik L5 Mars, yang disebut “Eureka”.

Juara dalam jumlah asteroid Trojan diharapkan menjadi planet terbesar dan masif di tata surya. Hingga saat ini, diketahui lebih dari enam ribu "Trojan" di orbitnya. Jumlah satelit Trojan yang ditemukan di planet besar lainnya jauh lebih sedikit: Uranus, Neptunus, dan Saturnus. Dan alasannya bukan hanya karena massanya yang lebih kecil dibandingkan Jupiter, tetapi juga kedekatannya dengan raksasa gas tersebut. Jupiter, karena massanya yang sangat besar, dengan mudah mencuri asteroid orang lain, atau menjatuhkannya dari titik Lagrange, mengirimnya berputar mengelilingi bintang dalam orbit elipsnya sendiri, atau bahkan melemparkannya keluar tata surya seperti gendongan.

Asteroid Trojan Bumi

Untuk waktu yang sangat lama, asteroid Trojan tidak dapat dideteksi di dekat planet asal kita. Soalnya titik L4 dan L5 Bumi hampir selalu terletak di sisi siang hari bagi pengamat yang berada di permukaan planet, dan sinar matahari mengganggu pengamatan.

Masalah ini muncul pada tahun 2010 berkat teleskop orbital Wise yang diluncurkan ke luar angkasa. Trojan pertama dan satu-satunya sejauh ini di planet Bumi 2010TK7 ditemukan. Terletak di titik Lagrange L4. 2010TK7 adalah bongkahan batuan biasa-biasa saja yang bentuknya tidak beraturan dengan diameter sekitar 300 meter, yang banyak variasinya berputar di luar angkasa.

Penggunaan praktis

Para ilmuwan mengusulkan penggunaan sifat-sifat asteroid Trojan dengan cara yang berbeda di masa depan. Misalnya, titik L2 pada sistem Matahari-Bumi dapat digunakan untuk menempatkan teleskop orbital di dalamnya. Stasiun pengamatan seperti itu, yang selalu berada dalam bayang-bayang planet, akan berada pada posisi yang lebih menguntungkan daripada stasiun orbital. Akan lebih mudah untuk melakukan pengamatan jangka panjang pada area tertentu di langit karena tidak adanya rotasi mengelilingi bumi.

Titik L1 bisa menjadi lokasi yang baik untuk stasiun pemantauan bintang secara konstan. Deteksi peningkatan aktivitas matahari secara tepat waktu dan peringatkan layanan berbasis darat tentang pendekatan pelepasan plasma matahari. Semua ini dapat dilakukan tepat waktu dengan bantuan peralatan ilmiah yang terletak di “perbatasan” pertama.

Dan eksplorasi Bulan di masa depan mungkin tidak akan terpikirkan tanpa stasiun ruang angkasa perantara besar yang berada di ruang antara planet kita dan satelit alaminya. Perangkat yang terletak di titik Lagrange sistem Bumi-Bulan dapat mengatasi tugas ini dengan cara terbaik.

Bulan adalah satu-satunya satelit alami Bumi. Kami pernah begitu yakin akan hal ini sehingga kami bahkan tidak memberi nama spesifik pada bulan kami. Di sisi lain, hal ini sepenuhnya dibenarkan, karena Bulan, sebagai objek paling terang dan terbesar di langit malam, tidak perlu diperkenalkan lagi. 6 satelit Bumi yang tersisa berukuran sangat kecil dan jauh sehingga hanya dapat dilihat melalui teleskop yang kuat. Selain itu, mereka berputar mengelilingi Matahari, namun dipengaruhi oleh gravitasi bumi.

Kita dapat berdebat lama tentang apakah benda-benda tersebut merupakan satelit alami, tetapi karena sudut pandang resmi mengenai masalah ini belum ditentukan, maka tidak ada yang melarang untuk mengklasifikasikannya seperti itu. Persatuan Astronomi Internasional, organisasi terdepan dalam menentukan apa itu benda angkasa tertentu dan bagaimana sebutan yang tepat untuk benda tersebut, berjanji dalam waktu dekat akan memberikan definisi yang jelas tentang konsep “satelit” dan “komponen sistem gravitasi. ” Oleh karena itu, untuk saat ini kami memiliki ini, kami memilikinya.

Jadi, bersama Bulan, Bumi memiliki 7 satelit. 5 di antaranya adalah asteroid kuasi-orbital atau sekadar kuasi-satelit, satu lagi termasuk dalam kelas asteroid Trojan. Sampai titik tertentu, keduanya (dalam hal ini, yang satu lagi) merupakan asteroid biasa dan berotasi pada orbitnya yang kurang lebih stabil mengelilingi Matahari, hingga suatu hari keduanya bertabrakan dengan Bumi yang sangat besar, relatif terhadap dimensinya, sebagai akibatnya mereka jatuh ke dalam resonansi orbital 1:1 dengan yang terakhir. Dengan kata lain, rotasi Bumi dan asteroid yang “ditangkap” telah tersinkronisasi dan kini melakukan satu revolusi mengelilingi Matahari dalam jangka waktu yang sama.

Jika tidak, kedua jenis ini pada dasarnya berbeda satu sama lain, jadi kami akan mempertimbangkannya secara terpisah.

Kuasi-satelit Bumi

Apa itu kuasi-satelit? Pada prinsipnya, ia dapat menjadi hampir semua benda langit yang berada dalam resonansi orbital 1 banding 1 dengan planet ini. Meskipun periode orbitnya benar-benar bertepatan, kuasi-satelit selalu memiliki eksentrisitas (derajat penyimpangan dari lingkaran) orbit yang lebih besar, dan terkadang juga kemiringan yang jelas relatif terhadap bidang ekliptika (bidang tempat planet berputar).

Ciri utama kuasi-satelit, serta asteroid Trojan, adalah bahwa pada waktu tertentu jaraknya dari Bumi persis sama seperti tahun lalu. Sebenarnya, karena alasan inilah mereka dianggap sebagai satelit alami.

Di sisi lain, “kesetiaan” mereka terhadap planet ini tidak selalu stabil: durasi tandem gravitasi dapat berkisar dari beberapa periode orbit hingga ratusan ribu orbit.

Cruithney

Satelit kuasi-orbital bumi yang terbesar dan paling terkenal adalah asteroid Cruithney (3753). Ia ditemukan pada tahun 1986 oleh seorang astronom amatir dan menjadi benda langit pertama di tata surya yang bergerak dalam orbit yang aneh namun stabil. Belakangan, para astronom menemukan planet serupa dengan Venus, Jupiter, Saturnus, Uranus, Neptunus, dan bahkan Pluto.

Sayangnya, kita belum mengetahui secara pasti apa itu Cruitney. Ini adalah asteroid dengan diameter sekitar 5 km. Ia berputar dalam orbit yang sangat memanjang dan condong ke bidang ekliptika, perihelion (titik orbit yang paling dekat dengan Matahari) terletak di antara orbit Merkurius dan Venus, dan aphelion - antara Mars dan Jupiter.

L 4 dan L 5 planet besar (60° di depan dan di belakang planet), di luar sabuk asteroid utama. Periode revolusinya mengelilingi Matahari bertepatan dengan periode rotasi planet, yaitu resonansi orbitnya 1:1. Dalam sistem planet-Matahari, mereka melakukan pergerakan perpustakaan di sekitar titik Lagrangian, akibatnya posisi relatif mereka terus berubah.

1. Trojan Mars

2. Trojan Jupiter

3. Trojan Neptunus

Sekarang para ahli hanya memiliki data enam objek serupa di sekitar titik L 4, dan data ini digunakan dalam pemodelan. Alhasil, Trojan 2001 QR322 ternyata tidak stabil dan (secara teoritis) bisa menjadi centaur.

Perkiraan populasi asteroid Trojan Neptunus, yang ukurannya melebihi 1 km, adalah 1-10 juta. Jika kita berasumsi bahwa angka sebenarnya mendekati satu juta, dan QR322 2001 yang tidak stabil terlalu menonjol dibandingkan objek lain, maka kontribusi Trojan terhadap pengisian populasi centaur, menurut para ilmuwan, diperkirakan sebesar 3%.

Jika kita mengambil angka 10 juta sebagai dasar dan berasumsi bahwa pada tahun 2001 QR322 mirip dengan saudaranya, maka setiap 100 tahun satu Trojan Neptunus virtual menjadi centaur. Salah satu sumber tersebut cukup untuk mempertahankan populasi sumber tersebut.