Астрономы обнаружили астероид, который делит свою орбиту с Землей

Исследования показали, что Земля следует за астероидом диаметром всего в километр на своей орбите вокруг Солнца. Это всего лишь второе такое тело, когда-либо обнаруженное, оно обращается вокруг Солнца в среднем на два месяца раньше Земли, танцуя впереди, словно взволнованный вестник нашего прихода

Этот объект, известный как 2020 XL₅, был впервые обнаружен в декабре 2020 года с помощью телескопов Pan-STARRS на вершине Халеакала на гавайском острове Мауи. Но для определения его орбиты потребовались последующие наблюдения с использованием 4,1-метрового телескопа SOAR (Южные астрофизические исследования) в Чили. Основываясь на этих данных, группа под руководством планетолога Тони Сантана-Рос из Университета Аликанте в Испании объявила, что 2020 XL₅, по крайней мере, в течение нескольких тысяч лет находится на орбите вокруг одной из орбит точки Лагранжа. Именно здесь силы гравитации Земли и Солнца уравновешиваются, создавая стабильные положения. Это означает, что объект идет в ногу с Землей, когда движется вокруг Солнца.

Фото: https://lenta.ru/

Точки Лагранжа существуют и вокруг других планет, они являются точками равновесия любых тел малой массы под воздействием любых двух гораздо более массивных тел. На линии Солнце-Земля есть три таких точки (L1, L2 и L3), впервые обнаруженные математически швейцарским математиком Леонардом Эйлером. Космические аппараты, такие как телескоп Джеймса Уэбба (на L2) и DSCOVR (на L1), могут поддерживаться там с небольшим расходом топлива.

Две другие точки, L4 и L5, были открыты в 1772 году учеником Эйлера Жозефом-Луи Лагранжем. Здесь объект малой массы, образующий равносторонний треугольник с Солнцем и Землей, находится в устойчивом равновесии. Эти точки находятся на 60 градусов впереди и на 60 градусов позади Земли, а поскольку 60 градусов составляют одну шестую орбиты Земли, то это как раз и составляет два месяца разделения. Если же объект с небольшой массой возмущается, чтобы отойти от L4 или L5, объединенная гравитация Солнца и Земли оттягивает его назад, изгибая его траекторию на устойчивую орбиту вокруг точки Лагранжа, которая относительно Земли выглядит фасолевой.

XL₅, но без огненного шара

2020 XL₅ называют троянским спутником Земли по аналогии с троянскими астероидами Юпитера. Юпитер делит свою орбиту с почти десятью тысячами известных астероидов, половина из которых опережает Юпитер, а половина отстает. Первый из них, обнаруженный в 1906 году, был назван Ахиллесом в честь главного героя осады Трои в «Илиаде» Гомера.

Было принято соглашение называть каждого в честь героя из одной и той же истории. Только тем, кто следует за Юпитером (сгруппированы в положении Солнце-Юпитер L5), даются троянские имена, такие как Гектор, тогда как тем, кто впереди Юпитера (в L4), даются греческие имена, такие как Ахиллес. В совокупности, будь то на уровне L4 или L5, все они называются троянами.

В настоящее время обнаружено небольшое количество троянских астероидов, связанных с Нептуном (23), Ураном (1) и Марсом (9). Но 2020 XL₅ — всего лишь второй найденный троянский компаньон Земли. Первый, 2010 TK₇, был обнаружен в 2010 году. Он всего около 300 метров в поперечнике, поэтому 2020 XL₅ значительно превосходит его по массе, составляя примерно 1,2 км в поперечнике.

Фото: https://www.heise.de/

Вероятно, существует гораздо больше земных троянов, но их трудно обнаружить с Земли, потому что их можно увидеть только довольно низко в предрассветном небе, если они находятся на L4, как и 2010 TK₇, и 2020 XL₅, или сразу после заката, если на L5, где еще ничего не найдено. Их орбиты не стабильны на протяжении миллионов лет, поэтому они не могут быть остатками, которые были там с момента образования Земли, но должны были переместиться на место позже.

Однако наблюдения SOAR смогли показать, что 2020 XL₅, по-видимому, является богатым углеродом астероидом (называемым C-типом). Так что это образец того, из чего была построена Солнечная система, и было бы поучительно более подробно изучить троянских спутников Земли как примеры неизмененного материала. Но можем ли мы их добывать или использовать другими способами? Сантана-Рос отмечает, что 2020 XL₅ имеет орбиту, которая качается выше и ниже плоскости орбиты Земли. Это означает, что для маневрирования космического корабля на место встречи (выход на орбиту или посадка на него) потребуется значительное изменение скорости. Это, вероятно, потребует слишком много топлива, чтобы быть практичным. То же самое относится и к 2010 TK₇.

Тем не менее, исследование указывает, что, если другие земные трояны будут найдены на орбитах с меньшим наклоном, они могут стать удобными базами в качестве промежуточных пунктов для исследования Солнечной системы. С них было бы намного легче взлететь, чем с Земли или Луны, потому что их гравитация очень мала. Они даже могут быть источником ресурсов, которые мы можем добывать.

Автор: Дэвид Ротери, профессор планетарных наук о Земле, Открытый университет