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特洛伊小行星
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特洛依群小行星(Trojan asteroids)是與木星共用軌道,一起繞著太陽(yáng)運(yùn)行的一大群小行星。從固定在木星上的座標(biāo)系統(tǒng)來(lái)看,他們是在所謂的約瑟夫·拉格朗日點(diǎn)中穩(wěn)定的兩個(gè)點(diǎn),分別位于木星軌道前方(L4)和后方(L5)60度的位置上。

在2006年,夏威夷凱克天文臺(tái)的一個(gè)小組宣布,他們?cè)?jīng)測(cè)量到一個(gè)小行星(617)普特洛克勒斯(Patroclus)的密度比結(jié)冰的水還要低,因而建議這是一對(duì)小行星,而且許多特洛伊小行星都可能是雙星。

發(fā)現(xiàn)歷史

巴納德被認(rèn)為是第一個(gè)觀察到特洛伊小行星的人。在1904年,當(dāng)時(shí)沒(méi)有人注意到他的觀測(cè),而認(rèn)為他觀測(cè)到的是土星的衛(wèi)星土衛(wèi)九(Phoebe),因?yàn)楫?dāng)時(shí)兩者在天空中的距離只有兩弧分角,或者只是一顆恒星。直到 特洛伊小行星(12126)1999 RM11在1999年再度被發(fā)現(xiàn)與確認(rèn)軌道之后,巴納德的觀測(cè)才受到重視。但真的要確認(rèn)巴納德看到的究竟是哪個(gè)天體,大概只有歷史學(xué)家才有興趣了。

在1906年2月,德國(guó)天文學(xué)家馬克斯·沃夫(Max Wolf)發(fā)現(xiàn)一顆位于太陽(yáng)木星拉格朗日點(diǎn)L上的小行星,后來(lái)以荷馬在神話故事伊利亞特的的英雄阿基里斯命名為(588)阿基里斯,在幾個(gè)月內(nèi)呈現(xiàn)異常的軌道運(yùn)動(dòng),并且在不久之后,許多其他的小行星也在這個(gè)點(diǎn)的附近被發(fā)現(xiàn)(包括太陽(yáng)-木星系統(tǒng)的另一個(gè)拉格朗日點(diǎn)L)。

迄2007年9月,已經(jīng)確認(rèn)的 特洛伊小行星有2,239顆,其中1192顆在L點(diǎn),1,047顆在L點(diǎn),而在1999年10月,總數(shù)只有177顆被賦予數(shù)字的編號(hào),在2004年7月也才只有877顆,2005年8月,達(dá)到1,826顆,到了2006年6月已經(jīng)達(dá)到2,049顆。另外,還有6顆在海王星的軌道上,4顆在火星軌道上。最大的 特洛伊小行星是(624)赫克特(Hektor),測(cè)量得到長(zhǎng)370公里,寬195公里。無(wú)庸置疑的是,有許多更小的天體以現(xiàn)在的儀器還無(wú)法看見(jiàn)。

形成原因

依照原本的規(guī)范,特洛伊小行星的軌道長(zhǎng)半軸是介于5.05至5.40天文單位,并且在是在兩個(gè)拉格朗日點(diǎn)的一段弧形區(qū)域內(nèi)。這個(gè)規(guī)則現(xiàn)在也適用在其它天體的相似情況下,而在這些情形下會(huì)標(biāo)示出主要的天體,例如:海王星的特洛伊小行星2001 QR322。

在2006年,夏威夷凱克天文臺(tái)的一個(gè)小組宣布,他們觀測(cè)到小行星普特洛克勒斯(Patroclus)的密度比結(jié)冰的水還要低,因而推測(cè)這可能是一對(duì)小行星,而且許多特洛伊小行星都可能是雙星。

傳統(tǒng)理論認(rèn)為,特洛伊小行星是由木星附近的星子形成的,伴隨著木星的成長(zhǎng)而被其引力俘獲。但這一理論無(wú)法解釋特洛伊小行星帶的軌道平面傾角。也有人認(rèn)為,特洛伊小行星帶是在相對(duì)更遙遠(yuǎn)的地方形成的,但由于木星攪亂了這些小行星原本的運(yùn)動(dòng),它們被帶到大致相同的公轉(zhuǎn)軌道上。

命名法則

1906年,馬克斯·沃夫將588號(hào)小行星以特洛伊戰(zhàn)爭(zhēng)中的希臘英雄阿喀琉斯的名字命 名后,其它特洛伊小行星都以伊利亞特劇中的希臘英雄人物命名,事實(shí)上只限于L4點(diǎn),所以也稱此類小行星為希臘群或以阿喀琉斯為代表稱為阿喀琉斯群;在L5點(diǎn)的則以特洛伊的英雄來(lái)命名,代表人物是普特洛克羅斯,所以也稱為特洛伊群或普特洛克勒斯群。由于當(dāng)時(shí)還沒(méi)有建立希臘和特洛伊分開(kāi)命名的法則,所以在希臘群中也有特洛伊的英雄(624) 赫克托爾。

由于伊利亞特劇中特洛伊戰(zhàn)爭(zhēng)的人物被用于特洛伊群小行星的命名,而最初特洛伊又僅用于稱呼與木星在同一軌道的小行星,所以當(dāng)在火星海王星拉格朗日點(diǎn)被發(fā)現(xiàn)有小行星之后,這些特洛伊小行星就必須稱為火星的特洛伊小行星或海王星的特洛伊小行星。

另外,在土星衛(wèi)星中也發(fā)現(xiàn)了兩組特洛伊衛(wèi)星,土衛(wèi)十三(Telesto)-土衛(wèi)三(Tethys)-土衛(wèi)十四(Calypso)和土衛(wèi)十二(Helene)-土衛(wèi)四(Dione)-土衛(wèi)三十( Polydeuces )。

廣泛分布的特洛伊小行星,或許也扮演了衛(wèi)星形成的重要角色。在居于領(lǐng)導(dǎo)地位的大碰撞理論中,在非常早期的太陽(yáng)系,就有一顆火星大小的行星地球發(fā)生碰撞。由于撞擊不僅必須擊中地球的側(cè)面,還不能太為猛烈(不然這兩個(gè)天體都將被徹底地毀滅)。因此這顆假設(shè)中的行星忒亞(Theia),在撞擊地球之前必須是顆位在地球-太陽(yáng)系統(tǒng)穩(wěn)定的拉格朗日點(diǎn)上,然后才有一些因素慢慢的改變了他的軌道,最后才進(jìn)入與年輕的地球碰撞的軌道上。

相關(guān)信息

2011年7月,天文學(xué)家通過(guò)廣域紅外勘測(cè)器(WISE)發(fā)現(xiàn)地球首個(gè)特洛伊小行星。這顆小行星位于太陽(yáng)-地球4號(hào)拉格朗日點(diǎn)。這顆小行星叫做2010 TK7,直徑接近300米,當(dāng)前距離地球8000萬(wàn)公里。2010 TK7小行星具有一個(gè)奇特?zé)o序的軌道,通常情況下特洛伊小行星不會(huì)環(huán)繞在拉格朗日點(diǎn)右側(cè)運(yùn)行,但會(huì)在蝌蚪狀軌道環(huán)繞行星,這是受太陽(yáng)系其它星體引力作用影響形成的。2010 TK7小行星的蝌蚪軌道非常大,接近于地球到太陽(yáng)軌道的最遠(yuǎn)端。

首次探索

2021年10月16日,美國(guó)航空航天局“露西”號(hào)太空探測(cè)器從佛羅里達(dá)州卡納維拉爾角空軍基地發(fā)射升空,開(kāi)啟為期12年的太空旅程,將首次探索在木星軌道內(nèi)運(yùn)行的特洛伊小行星群。

參考資料 >

科學(xué)家首次發(fā)現(xiàn)地球伴侶“特洛伊小行星”.中新網(wǎng).2013-05-26

美探測(cè)器啟程首探木星特洛伊小行星群.今日頭條 新華社.2021-10-16

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