تأكيد وجود كويكب طروادة الأرضي – يمكن أن يصبح “قواعد مثالية” للاستكشاف المتقدم للنظام الشمسي

البيانات المأخوذة من NSF NOIRLab Show Earth Trojan Asteroid هي الأكبر التي تم العثور عليها

ساعد تلسكوب SOAR ، وهو جزء من مرصد NOIRLab’s Cerro Tololo Inter-American المرصد ، علماء الفلك على صقل حجم ومدار أكبر رفيق معروف لأحصنة طروادة على الأرض.

من خلال مسح السماء بالقرب من الأفق عند شروق الشمس ، ساعد تلسكوب SOAR في تشيلي ، وهو جزء من مرصد Cerro-Tololo Inter-American ، وهو برنامج تابع لمؤسسة NSF NOIRLab ، علماء الفلك على تأكيد وجود ثاني كويكب معروف فقط للأرض طروادة و يكشف أن عرضه يزيد عن كيلومتر – أكبر بثلاث مرات من الأول.

https://www.youtube.com/watch؟v=zHmS3EglehY
أكد علماء الفلك وجود ثاني كويكب معروف لكويكب طروادة الأرضي ووجدوا أنه أكبر بكثير من الأول. طروادة الأرض هو كويكب يتبع نفس المسار حول الشمس كما تفعل الأرض ، سواء أمام أو خلف الأرض في مدارها. تم اكتشاف الكويكب المسمى 2020 XL5 بواسطة تلسكوب المسح Pan-STARRS1 في عام 2020 ، لكن علماء الفلك لم يكونوا متأكدين بعد ذلك مما إذا كان أحد أحصنة طروادة الأرض. ساعد تلسكوب SOAR الذي تديره NOIRLab في تشيلي على تأكيد أنه أحد طروادة الأرض ووجد أنه يبلغ عرضه أكثر من كيلومتر واحد – أكبر بثلاث مرات تقريبًا من طروادة الأرض الأخرى المعروفة.

باستخدام تلسكوب SOAR (البحوث الفيزيائية الفلكية الجنوبية) البالغ ارتفاعه 4.1 مترًا على سيرو باشون في تشيلي ، لاحظ علماء الفلك بقيادة توني سانتانا روس من جامعة أليكانتي ومعهد علوم الكون بجامعة برشلونة الكويكب 2020 XL المكتشف مؤخرًا.₅ لتقييد مدارها وحجمها. تؤكد نتائجهم أن 2020 XL₅ هو أحد أحصنة طروادة الأرض – وهو أحد الكويكبات المصاحبة للأرض الذي يدور حول الشمس على نفس المسار الذي يسلكه كوكبنا – وهو أكبر كوكب تم العثور عليه حتى الآن.

“أحصنة طروادة هي أجسام تشترك في مدار مع كوكب ، وتتجمع حول واحدة من منطقتين خاصتين متوازنتين جاذبيًا على طول مدار الكوكب المعروفين باسم نقاط لاغرانج ،”^[1] يقول سيزار بريسينيو من NOIRLab التابع لمؤسسة NSF ، وهو أحد مؤلفي الورقة البحثية التي نُشرت اليوم في Nature Communications للإبلاغ عن النتائج ، والذي ساعد في إجراء الملاحظات باستخدام تلسكوب SOAR في مرصد Cerro Tololo Inter-American (CTIO) ، وهو برنامج تابع لمؤسسة NSF NOIRLab ، في مارس 2021.

من المعروف أن العديد من الكواكب في النظام الشمسي بها كويكبات طروادة ، ولكن 2020 XL₅ هو ثاني كويكب طروادة معروف تم العثور عليه بالقرب من الأرض.^[2]

نقاط لاغرانج هي أماكن في الفضاء تتوازن فيها قوى الجاذبية لجسمين ضخمين ، مثل الشمس والكوكب ، مما يسهل على جسم منخفض الكتلة (مثل مركبة فضائية أو كويكب) أن يدور هناك. يوضح هذا الرسم البياني نقاط لاغرانج الخمس لنظام الأرض والشمس. (حجم الأرض والمسافات في الرسم التوضيحي ليست بمقياس). الائتمان:
NOIRLab / NSF / AURA / J. دا سيلفا ، شكر وتقدير: M. Zamani (NSF’s NOIRLab)

ملاحظات 2020 XL₅ تم تصنيعها أيضًا باستخدام تلسكوب Lowell Discovery Telescope الذي يبلغ ارتفاعه 4.3 مترًا في مرصد Lowell في ولاية أريزونا والمحطة الأرضية البصرية التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية والتي يبلغ ارتفاعها مترًا واحدًا في تينيريفي في جزر الكناري.

تم اكتشافه في 12 ديسمبر 2020 بواسطة تلسكوب المسح Pan-STARRS1 في هاواي ، 2020 XL₅ أكبر بكثير من أول حصان طروادة تم اكتشافه على الأرض ، يسمى 2010 TK₇. وجد الباحثون أن 2020 XL₅ يبلغ قطرها حوالي 1.2 كيلومتر (0.73 ميل) ، أي حوالي ثلاثة أضعاف عرضها الأول (2010 TK₇ أقل من 400 متر أو ياردة).

عندما 2020 XL₅ تم اكتشافه ، ولم يكن مداره حول الشمس معروفًا بشكل كافٍ للقول ما إذا كان مجرد كويكب قريب من الأرض يعبر مدارنا ، أو ما إذا كان حصان طروادة حقيقي. كانت قياسات SOAR دقيقة للغاية لدرجة أن فريق Santana-Ros تمكن بعد ذلك من العودة والبحث عن 2020 XL₅ في صور أرشيفية من 2012 إلى 2019 تم التقاطها كجزء من مسح الطاقة المظلمة باستخدام كاميرا الطاقة المظلمة (DECam) على تلسكوب Víctor M. Blanco الذي يبلغ ارتفاعه 4 أمتار والموجود في CTIO في تشيلي. مع ما يقرب من 10 سنوات من البيانات في متناول اليد ، تمكن الفريق من تحسين فهمنا لمدار الكويكب بشكل كبير.

يوضح هذا الرسم المكان الذي سيظهر فيه كويكب طروادة Earth Trojan 2020 XL5 في السماء من Cerro Pachón في تشيلي حيث يدور الكويكب حول Earth-Sun Lagrange نقطة 4 (L4). تظهر الأسهم اتجاه حركتها. يظهر تلسكوب SOAR في أسفل اليسار. الحجم الظاهري للكويكب يقارب 22 درجة ، بعيدًا عن متناول أي شيء سوى أكبر التلسكوبات. الائتمان: NOIRLab / NSF / AURA / J. دا سيلفا

على الرغم من أن دراسات أخرى قد دعمت تحديد كويكب طروادة ،^[3] النتائج الجديدة تجعل هذا التحديد أكثر قوة وتقدم تقديرات لحجم 2020 XL₅ وما هو نوع الكويكب.

“سمحت لنا بيانات SOAR بإجراء أول تحليل ضوئي للكائن ، وكشف عن 2020 XL₅ من المحتمل أن يكون كويكبًا من النوع C ، بحجم أكبر من كيلومتر واحد ، “يقول سانتانا روس. الكويكب من النوع C غامق ، ويحتوي على الكثير من الكربون ، وهو أكثر أنواع الكويكبات شيوعًا في النظام الشمسي.

أظهرت النتائج أيضًا أن 2020 XL₅ لن يبقى كويكب طروادة إلى الأبد. ستبقى مستقرة في موقعها لمدة 4000 سنة أخرى على الأقل ، لكنها في النهاية ستضطرب جاذبيتها وتهرب لتتجول في الفضاء.

2020 اكس ال₅ و 2010 TK₇ قد لا تكون وحدها – فقد يكون هناك العديد من أحصنة طروادة الأرضية التي لم يتم اكتشافها حتى الآن لأنها تظهر بالقرب من الشمس في السماء. وهذا يعني أنه يجب إجراء عمليات البحث عن أحصنة طروادة الأرضية ومراقبتها بالقرب من شروق الشمس أو غروبها ، مع توجيه التلسكوب بالقرب من الأفق ، عبر الجزء السميك من الغلاف الجوي ، مما يؤدي إلى ظروف رؤية سيئة. كان SOAR قادرًا على الإشارة لأسفل إلى 16 درجة فوق الأفق ، في حين أن العديد من التلسكوبات التي يبلغ ارتفاعها 4 أمتار (وأكبر) غير قادرة على توجيه هذا المستوى المنخفض.^[4].

“كانت هذه ملاحظات صعبة للغاية ، تتطلب من التلسكوب أن يتتبع بشكل صحيح عند أدنى حد للارتفاع ، حيث كان الجسم منخفضًا جدًا في الأفق الغربي عند الفجر” ، كما يقول بريسينيو.

ومع ذلك ، فإن جائزة اكتشاف أحصنة طروادة الأرض تستحق الجهد المبذول في العثور عليها. لأنها مصنوعة من مواد بدائية يعود تاريخها إلى ولادة النظام الشمسي ويمكن أن تمثل بعض اللبنات الأساسية التي شكلت كوكبنا ، فهي أهداف جذابة لبعثات الفضاء المستقبلية.

يقول بريسينو: “إذا تمكنا من اكتشاف المزيد من أحصنة طروادة على الأرض ، وإذا كان لبعض منها مدارات ذات ميول أقل ، فقد تصبح أرخص للوصول إلى القمر”. “لذلك قد تصبح قواعد مثالية لاستكشاف متقدم للنظام الشمسي ، أو حتى يمكن أن تكون مصدرًا للموارد.”

ملحوظات

1. نقاط لاغرانج هي مناطق متوازنة جاذبيًا حول جسمين ضخمين ، مثل الشمس والكوكب. يحتوي نظام Earth-Sun على خمس نقاط لاغرانج: يقع L1 بين الأرض والشمس ؛ يقع L2 على الجانب الآخر من الأرض من الشمس ؛ يقع L3 على الجانب الآخر من الشمس من الأرض ؛ و L4 و L5 على طول مدار الأرض ، واحدة 60 درجة قبل كوكبنا على طول مداره والأخرى 60 درجة خلفه. (الصورة في منتصف هذه المقالة توضح مواقعهم.) تم العثور على كويكبات طروادة في L4 و L5. تم العثور على اثنين من أحصنة طروادة الأرض حتى الآن في L4.
2. NASA spacecraft called Lucy has recently launched on a mission to explore them. Venus, Mars, Uranus, and Neptune are also known to have Trojan asteroids.
3. Man-To Hui (Macau University of Science and Technology) and collaborators published observations in the Astrophysical Journal Letters in December 2021 supporting the Trojan nature of 2020 XL₅.
4. These kinds of observations low in the sky are also the ones that will be most affected by the increasing number of satellite constellations.

More information

This research is presented in a paper titled “Orbital stability analysis and photometric characterization of the second Earth Trojan asteroid 2020 XL₅” published on 1 February 2022 in Nature Communications.

Reference: “Orbital stability analysis and photometric characterization of the second Earth Trojan asteroid 2020 XL₅” by T. Santana-Ros, M. Micheli, L. Faggioli, R. Cennamo, M. Devogèle, A. Alvarez-Candal, D. Oszkiewicz, O. Ramírez, P.-Y. Liu, P. G. Benavidez, A. Campo Bagatin, E. J. Christensen, R. J. Wainscoat, R. Weryk, L. Fraga, C. Briceño and L. Conversi, 1 February 2022, Nature Communications.
DOI: 10.1038/s41467-022-27988-4

The team is composed of T. Santana-Ros (Departamento de Fisica, Ingeniería de Sistemas y Teoría de la Señal, Universidad de Alicante; Institut de Ciències del Cosmos, Universitat de Barcelona), M. Micheli (ESA NEO Coordination Centre), L. Faggioli (ESA NEO Coordination Centre), R. Cennamo (ESA NEO Coordination Centre), M. Devogèle (Arecibo Observatory; University of Central Florida), A. Alvarez-Candal (Instituto de Astrofísica de Andalucía, CSIC; Instituto de Física Aplicada a las Ciencias y las Tecnologías, Universidad de Alicante; Observatório Nacional / MCTIC), D. Oszkiewicz (Faculty of Physics, Astronomical Observatory Institute), O. Ramírez (Solenix Deutschland), P.-Y. Liu (Instituto de Física Aplicada a las Ciencias y las Tecnologías, Universidad de Alicante), P.G. Benavidez (Departamento de Fisica, Ingeniería de Sistemas y Teoría de la Señal, Universidad de Alicante; Instituto de Física Aplicada a las Ciencias y las Tecnologías, Universidad de Alicante), A. Campo Bagatin (Departamento de Física, Ingeniería de Sistemas y Teoría de la Señal, Universidad de Alicante; Instituto de Física Aplicada a las Ciencias y las Tecnologías, Universidad de Alicante), E.J. Christensen (Lunar and Planetary Laboratory, University of Arizona,), R. J. Wainscoat (Institute for Astronomy, University of Hawaii), R. Weryk (Department of Physics and Astronomy, University of Western Ontario), L. Fraga (Laboratório Nacional de Astrofísica LNA/MCTI), C. Briceño (Cerro Tololo Inter-American Observatory/NSF’s NOIRLab), and L. Conversi (ESA NEO Coordination Centre; ESA ESRIN).