შედარებით პატარა ციური სხეულების გროვა, რომელთა ორბიტები მარსსა და იუპიტერს შორის მდებარეობს, დიდი ხანია ცნობილია. ეს არის ასტეროიდების სარტყელი ე.წ. მართალია, კოიპერის სარტყლისა და ოორტის ღრუბლის აღმოჩენით, მას დაიწყეს ასტეროიდთა მთავარ სარტყლად ეწოდოს.

ასტეროიდები, როგორიცაა ეროსი ან პალასი, და რამდენიმე მეტრის დიამეტრის ქვის ნაჭრები, ბრუნავენ მზის გარშემო ორბიტებზე, რომელთა რადიუსია დაახლოებით 2,1-დან თითქმის 4 ასტრონომიულ ერთეულამდე (AU). შეგახსენებთ, რომ ერთი უდრის დედამიწიდან მზემდე მანძილს - 150 მილიონი კილომეტრი.

თუმცა, მეოცე საუკუნის დასაწყისშივე აღმოაჩინეს ასტეროიდი, რომელიც არ ჯდებოდა წესებში. ის მოძრაობდა იმავე ორბიტაზე, როგორც იუპიტერი, მზესთან შედარებით 60°-ით წინ. ამრიგად, დადასტურდა, რომ ჩვენი ვარსკვლავური სისტემის პატარა ციურ სხეულებს შორის არის ობიექტები, რომლებიც მოძრაობენ, თითქოს ბორკილებით, პლანეტების უკან, ანუ „ტროას ასტეროიდები“.

გასული ათწლეულების განმავლობაში ასტრონომიამ მნიშვნელოვანი წინგადადგმული ნაბიჯი გადადგა. ატმოსფეროს მიღმა დედამიწის ორბიტაზე გაშვებულმა ტელესკოპებმა და უძლიერესმა სუპერკომპიუტერებმა თავიანთი ადგილი დაიკავეს. თუმცა, ერთი ფიზიკური და მათემატიკური პრობლემა ჯერ კიდევ გადაუჭრელი რჩება - სამი სხეულის მოძრაობის გამოთვლა, რომლებიც გრავიტაციულად ურთიერთქმედებენ ერთმანეთთან. ჯერ არცერთ მეცნიერს არ შესთავაზა მეთოდი სამი სხეულის ორბიტების გამოთვლის მეტ-ნაკლებად ხანგრძლივი პერიოდის განმავლობაში.

ერთადერთი მათემატიკოსი, რომელმაც გარკვეულ წარმატებას მიაღწია ამ სფეროში, იყო ფრანგი ჟოზეფ ლაგრანჟი. მე-18 საუკუნის ბოლოს მან გამოთვალა სამი ციური სხეულის ბრუნვის კანონები ერთადერთი გაფრთხილებით, რომ ერთ მათგანს უნდა ჰქონდეს უმნიშვნელო მასა დანარჩენ ორთან შედარებით. ლაგრანჟის გამოთვლებმა დაამტკიცა, რომ სივრცეში არის ადგილები, წერტილები, რომლებშიც ორივე მასიური სხეულის გრავიტაციული გავლენა დაბალანსებულია. ხოლო მესამე (მსუბუქი) სხეული, ამ წერტილებში მყოფი, შეიძლება თითქმის უმოძრაო დარჩეს ორ მძიმესთან შედარებით.

ლაგრანგის წერტილები

Როგორ არის ეს შესაძლებელი? მაგალითად, განიხილეთ წერტილი L1 დიაგრამაში. ნიუტონის ციური მექანიკის კანონების მიხედვით, სხეული, რომელიც მზესთან უფრო ახლოს მდებარეობს, ვიდრე დედამიწა, უფრო სწრაფად უნდა მოძრაობდეს ორბიტაზე და „იფრინდეს“ წინ. რატომ არ ხდება ეს და სხეული პლანეტასთან ერთად ტრიალებს? დიახ, რადგან დედამიწა, რომელიც იზიდავს ობიექტს, როგორც ჩანს, ამცირებს მისთვის მზის მიზიდულობის ძალას (მზე ობიექტს ნაკლებად მასიური ეჩვენება). მსუბუქი ცენტრის ირგვლივ თანამგზავრი უფრო ნელა ბრუნავს.

სხვა, მსგავსი სქემების მიხედვით, ფიზიკის კანონები ასევე უნაკლოდ მუშაობს სხვა ლაგრანჟის წერტილებთან მიმართებაში.

გახსნა და სათაური

პირველი ტროას ასტეროიდი აღმოაჩინეს 1904 წელს იუპიტერის ორბიტაზე L4 წერტილში. როგორც ყოველთვის, მისი სახელი ნასესხები იყო ძველი ელინური ეპოსიდან. ზეციურმა სხეულმა მიიღო ლეგენდარული ტროას გმირის - "აქილევსის" სახელი. შემდეგ, ერთმანეთის მიყოლებით, გიგანტური პლანეტის ორბიტაზე კიდევ ოცამდე ასტეროიდი აღმოაჩინეს.

ეს აღმოჩენა არ იყო მოულოდნელი მკვლევრებისთვის; როგორც მოსალოდნელი იყო, ყველა აღმოჩენილი სხეული მდებარეობდა იუპიტერის ორბიტის L4 და L5 წერტილებში.

და ყველა სახელი, აქილევსის შემდეგ, დაარქვეს მათ ტროას ომის გმირების პატივსაცემად: აიაქსი, ჰექტორი, დიომედესი, პატროკლე და ა.შ. შემტევი ბერძნული მხარის მეომრები „დასახლდნენ“ L4 წერტილში, ხოლო ტროელები დასახლდნენ L5 წერტილში. ამრიგად, სახელწოდება "ტროას ასტეროიდები" მიენიჭა ყველა მოგვიანებით აღმოჩენილ მსგავს ობიექტს, მათ შორის სხვა პლანეტების ორბიტაზე მყოფ ობიექტებს.

დიდი ხნის განმავლობაში, მეცნიერთა უმეტესობას ეჭვი ეპარებოდა ტროას არსებობის შესაძლებლობაში პატარა პლანეტებთან, როგორიცაა დედამიწა ან მარსი. მართლაც, გარდა თავად პლანეტისა და ვარსკვლავისა, ასეთი ასტეროიდი ექვემდებარება მზის სისტემის სხვა მასიური სხეულების მნიშვნელოვან გრავიტაციულ გავლენას და ობიექტის სტაბილურობა პატარა პლანეტის ლაგრანგის წერტილებში საეჭვოა. თუმცა, 1990 წელს მარსის L5 წერტილში აღმოაჩინეს ასტეროიდი, სახელწოდებით "ევრიკა".

ტროას ასტეროიდების რაოდენობის ჩემპიონი, სავარაუდოდ, მზის სისტემის უდიდესი და ყველაზე მასიური პლანეტა იქნება. დღემდე, საიმედოდ არის ცნობილი მის ორბიტაზე ექვს ათასზე მეტი "ტროას" შესახებ. ზომით ნაკლები ტროას თანამგზავრები აღმოაჩინეს სხვა დიდ პლანეტებზე: ურანი, ნეპტუნი და სატურნი. და ამის მიზეზი არ არის მხოლოდ მათი მასა, რომელიც იუპიტერთან შედარებით მცირეა, არამედ ამ გაზის გიგანტის სიახლოვეც. იუპიტერი, უზარმაზარი მასის წყალობით, ადვილად იპარავს სხვა ადამიანების ასტეროიდებს, ან აგდებს მათ ლაგრანჟის წერტილებიდან, აგზავნის მათ ვარსკვლავის გარშემო ბრუნავდნენ საკუთარ ელიფსურ ორბიტაზე, ან თუნდაც სლინგის მსგავსად აგდებს მზის სისტემიდან.

ტროას დედამიწის ასტეროიდები

ძალიან დიდი ხნის განმავლობაში შეუძლებელი იყო ტროას ასტეროიდების აღმოჩენა ჩვენს მშობლიურ პლანეტასთან. საქმე ის არის, რომ დედამიწის L4 და L5 წერტილები თითქმის ყოველთვის აღმოჩნდება, რომ მდებარეობს პლანეტის ზედაპირზე მდებარე დამკვირვებლისთვის, დღის მხარეს და მზის შუქი ხელს უშლის დაკვირვებას.

საკითხი 2010 წელს კოსმოსში გაშვებული ორბიტალური ტელესკოპის Wise-ის წყალობით დაიწყო. აღმოაჩინეს პლანეტა დედამიწის პირველი და ჯერჯერობით ერთადერთი ტროას 2010TK7. იგი მდებარეობს ლაგრანგის წერტილში L4. 2010TK7 არის არარეგულარული ფორმის კლდის ნაჭერი, რომლის დიამეტრი დაახლოებით 300 მეტრია, რომელთაგან უზარმაზარი ჯიში ბრუნავს გარე სივრცეში.

პრაქტიკული გამოყენება

მეცნიერები გვთავაზობენ მომავალში ტროას ასტეროიდების თვისებების სხვადასხვა გზით გამოყენებას. მაგალითად, მზე-დედამიწის სისტემაში L2 წერტილი შეიძლება გამოყენებულ იქნას მასში ორბიტალური ტელესკოპის დასაყენებლად. ასეთი სადამკვირვებლო სადგური, რომელიც მუდმივად იმყოფება პლანეტის ჩრდილში, უფრო ხელსაყრელ მდგომარეობაში იქნება, ვიდრე ორბიტალური. უფრო მოსახერხებელი იქნება ცის გარკვეული არეალის გრძელვადიანი დაკვირვების ჩატარება დედამიწის გარშემო ბრუნვის არარსებობის გამო.

წერტილი L1 შეიძლება იყოს კარგი ადგილი სადგურისთვის ვარსკვლავის მუდმივი მონიტორინგისთვის. დროულად დაადგინეთ მზის აქტივობის ზრდა და გააფრთხილეთ მიწისზედა სერვისები მზის პლაზმის მოახლოების შესახებ. ეს ყველაფერი დროულად შეიძლება გაკეთდეს პირველ „საზღვარზე“ განთავსებული სამეცნიერო აპარატის დახმარებით.

და მთვარის მომავალი შესწავლა ალბათ წარმოუდგენელი იქნება ჩვენს პლანეტასა და მის ბუნებრივ თანამგზავრს შორის სივრცეში ჩამოკიდებული დიდი შუალედური კოსმოსური სადგურების გარეშე. დედამიწა-მთვარის სისტემის ლაგრანჟის წერტილებში მდებარე მოწყობილობებს შეუძლიათ ამ ამოცანის შესრულება საუკეთესოდ.

მთვარე დედამიწის ერთადერთი ბუნებრივი თანამგზავრია. ჩვენ ოდესღაც იმდენად დარწმუნებული ვიყავით ამაში, რომ ჩვენს მთვარეს კონკრეტული სახელიც კი არ მივანიჭეთ. მეორე მხრივ, ეს სრულიად გამართლებულია, რადგან მთვარე, როგორც ყველაზე კაშკაშა და ყველაზე დიდი ობიექტი ღამის ცაზე, არ საჭიროებს დამატებით შესავალს. დედამიწის დარჩენილი 6 თანამგზავრი იმდენად მცირე და შორს არის, რომ მათი დანახვა მხოლოდ მძლავრი ტელესკოპითაა შესაძლებელი. გარდა ამისა, ისინი ბრუნავენ მზის ირგვლივ, მაგრამ გავლენას ახდენენ დედამიწის გრავიტაციაზე.

შეიძლება დიდხანს ვიკამათოთ, არის თუ არა ასეთი ობიექტები ბუნებრივი თანამგზავრები, მაგრამ რადგან, ასე ვთქვათ, ოფიციალური თვალსაზრისი ამ საკითხზე ჯერ არ არის დადგენილი, მაშინ არაფერი კრძალავს მათ ასეთ კლასიფიკაციას. საერთაშორისო ასტრონომიული კავშირი, წამყვანი ორგანიზაცია იმის დადგენაში, თუ რა არის კონკრეტული ციური სხეული და როგორ უნდა ეწოდოს ამ სხეულს სწორად, გვპირდება უახლოეს მომავალში მკაფიო განმარტებას "სატელიტის" და "გრავიტაციული სისტემის კომპონენტის" ცნებების შესახებ. ” ამიტომ, ახლა ჩვენ გვაქვს ეს, გვაქვს.

ასე რომ, მთვარესთან ერთად დედამიწას აქვს 7 თანამგზავრი. მათგან 5 არის კვაზიორბიტალური ასტეროიდი ან უბრალოდ კვაზი-თანამგზავრი, მეორე ეკუთვნის ტროას ასტეროიდების კლასს. გარკვეულ მომენტამდე, ორივე მათგანი (ამ შემთხვევაში, მეორე) საკმაოდ ჩვეულებრივი ასტეროიდი იყო და ბრუნავდა მზის გარშემო თავიანთ მეტ-ნაკლებად სტაბილურ ორბიტაზე, სანამ ერთ დღეს არ გადაეყარნენ უზარმაზარ დედამიწას, მათი ზომების მიხედვით, რის შედეგადაც ისინი ჩავარდნენ 1:1 ორბიტალურ რეზონანსში ბოლოსთან. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, დედამიწის ბრუნვა და "დატყვევებული" ასტეროიდები სინქრონიზებულია და ახლა ისინი ერთსა და იმავე დროს მზის გარშემო ასრულებენ ერთ ბრუნს.

წინააღმდეგ შემთხვევაში, ეს ორი ტიპი ძირეულად განსხვავდება ერთმანეთისგან, ამიტომ თითოეულს ცალკე განვიხილავთ.

დედამიწის კვაზი თანამგზავრები

რა არის კვაზი-სატელიტი? პრინციპში, ის შეიძლება გახდეს თითქმის ნებისმიერი ციური სხეული, რომელიც აღმოჩნდება პლანეტასთან 1-დან 1-მდე ორბიტალურ რეზონანსში. ორბიტალური პერიოდების სრულიად თანხვედრის მიუხედავად, კვაზი-თანამგზავრებს ყოველთვის აქვთ ორბიტის უფრო დიდი ექსცენტრიულობა (წრიდან გადახრის ხარისხი) და ზოგჯერ ასევე გამოხატული დახრილობა ეკლიპტიკური სიბრტყის მიმართ (სიბრტყე, რომელშიც პლანეტა ბრუნავს).

კვაზი-თანამგზავრების, ისევე როგორც ტროას ასტეროიდების მთავარი მახასიათებელია ის, რომ ნებისმიერ დროს ისინი დედამიწიდან ზუსტად იმავე მანძილზე არიან, როგორც ერთი წლის წინ. სინამდვილეში, ამ მიზეზით ისინი ბუნებრივ თანამგზავრებად ითვლებიან.

მეორეს მხრივ, მათი „ერთგულება“ პლანეტის მიმართ ყოველთვის არ არის სტაბილური: გრავიტაციული ტანდემის ხანგრძლივობა შეიძლება მერყეობდეს რამდენიმე ორბიტალური პერიოდიდან ასიათასობით ორბიტამდე.

კრუიტნი

დედამიწის კვაზიორბიტალურ თანამგზავრებს შორის ყველაზე დიდი და ცნობილი ასტეროიდია კრუითნი (3753). ის აღმოაჩინა ჯერ კიდევ 1986 წელს მოყვარულმა ასტრონომმა და გახდა პირველი ცნობილი ციური სხეული მზის სისტემაში, რომელიც მოძრაობდა ასეთ უცნაურ, მაგრამ სტაბილურ ორბიტაზე. მოგვიანებით, ასტრონომებმა აღმოაჩინეს ვენერას, იუპიტერის, სატურნის, ურანის, ნეპტუნის და პლუტონის მსგავსი თანამგზავრები.

სამწუხაროდ, ჩვენ ნამდვილად არ ვიცით რა არის კრუტნი. ეს არის ასტეროიდი, რომლის დიამეტრი დაახლოებით 5 კმ-ია. ის ბრუნავს ძალიან წაგრძელებულ ორბიტაზე, რომელიც დახრილია ეკლიპტიკის სიბრტყისკენ, პერიჰელიონი (მზესთან ორბიტის ყველაზე ახლოს წერტილი) მდებარეობს მერკურის და ვენერას ორბიტებს შორის, ხოლო აფელიონი - მარსსა და იუპიტერს შორის.

L 4 და L 5 დიდი პლანეტები (60° წინ და პლანეტის უკან), მთავარი ასტეროიდული სარტყლის გარეთ. მზის გარშემო მათი რევოლუციის პერიოდი ემთხვევა პლანეტის ბრუნვის პერიოდს, ანუ ისინი 1:1 ორბიტალურ რეზონანსში არიან. პლანეტა-მზის სისტემაში ისინი ახორციელებენ ლიბრაციულ მოძრაობებს ლაგრანგის წერტილების გარშემო, რის შედეგადაც მათი შედარებითი პოზიციები მუდმივად იცვლება.

1. მარსის ტროელები

2. იუპიტერის ტროიანები

3. ნეპტუნის ტროიანები

ახლა ექსპერტებს აქვთ მონაცემები მხოლოდ ექვს ასეთ ობიექტზე L 4 წერტილის სიახლოვეს და ეს გამოიყენეს მოდელირებაში. შედეგად, აღმოჩნდა, რომ Trojan 2001 QR322 იყო არასტაბილური და (თეორიულად) შეიძლება გახდეს კენტავრი.

ნეპტუნის ტროას ასტეროიდების სავარაუდო პოპულაცია, რომელთა ზომა აღემატება 1 კმ-ს, არის 1-10 მილიონი, თუ ჩავთვლით, რომ რეალური მაჩვენებელი ერთ მილიონს უახლოვდება, ხოლო არასტაბილური 2001 QR322 სხვა ობიექტების ფონზე ძალიან გამოირჩევა, მაშინ. ტროას წვლილი კენტავრების მოსახლეობის შევსების საქმეში, მეცნიერთა აზრით, შეიძლება იყოს 3%.

თუ საფუძვლად ავიღებთ ციფრს 10 მილიონი და ჩავთვლით, რომ 2001 წელს QR322 თავისი ძმების მსგავსია, მაშინ ყოველ 100 წელიწადში ერთი ვირტუალური ნეპტუნელი ტროიან ხდება კენტავრი. ერთი ასეთი წყარო სავსებით საკმარისია ამ უკანასკნელის მოსახლეობის შესანარჩუნებლად.