Троянский астероид спрятался в невидимой точке

Между гравитационно связанными объектами во Вселенной всегда существуют точки, в которых центробежные силы и силы притяжения уравновешивают друг друга. Существование таких точек вытекает из ньютоновских уравнений. Эти области пространства примечательны тем, что небольшие тела, оказавшись в них, могут оставаться там бесконечно долго.

Гравитационные склады

Такие точки (их называют точки Лагранжа) существуют у тесных двойных звезд, у системы Земля--Солнце и даже у системы Земля--Луна, где, по предположению ученых, находятся невидимые облака пыли. В точку L2 системы Земля-Солнце в 2014 году будет запущен самый крупный инфракрасный телескоп имени Джеймса Уэбба. В ней уже находятся обсерватории имени Гершеля и Планка и несколько научных спутников. Однако точки Лагранжа, которых в гравитационно связанных системах всегда пять, привлекают не только ученых. Там нередко находит пристанище межпланетная пыль, а также астероиды.

С начала 2000-х годов Скотт Шеппард и Чедвик Трухильо из американского Института Карнеги вели поиски астероидов близ планеты Нептун. Астероиды, «сидящие» в окрестностях точек Лагранжа, со времен открытия их у Юпитера принято называть троянскими. У Юпитера таких мини-спутников насчитывается до 3 тыс. В 2001 году в опережающей точке Лагранжа (L4) Нептуна был открыт первый астероид, а позднее – еще несколько. Населена ли отстающая от Нептуна точка L5, для ученых оставалось загадкой.

«Точки L4 и L5 опережают Нептун и отстают от него на 60° соответственно. В отличие от остальных точек Лагранжа, эти две относительно стабильны, поэтому в них собираются пыль и другие объекты. Три из шести известных нам троянских астероидов Нептуна нашлись в точке L4 за последние годы. Однако точка L5 сложна для наблюдений, так как лежит на фоне яркого центра нашей Галактики», -- пояснил Шеппард.

Чтобы рассмотреть точку L5, ученые пошли на хитрость. На уже имеющихся снимках с цифрового обзора неба они нашли области, в которых межзвездная пыль ослабляет свет, идущий от центра нашей Галактики. Такие области были найдены и в районе точки L5, и астрономы поняли, куда наводить 8-метровый японский телескоп Subaru. В 2008 году надежды ученых оправдались, и в точке L5 был обнаружен первый троянский спутник -- 2008 LC18.

«Мы полагаем, что новый троянец имеет в диаметре порядка ста километров, а рядом могут находиться еще до 150 астероидов», -- добавил Шеппард.

Троянская загадка

Углы между Нептуном, Солнцем и точками L4 и L5 составляют 60°. Однако троянцы Нептуна не привязаны к этим точкам. Их положение на орбите вокруг Солнца может отклоняться до 30° на временных шкалах в десятки тысяч лет. Более того, плоскости орбит троянцев сильно отклонены от орбиты самого Нептуна. Наклонение орбиты новоявленного троянца составляет целых 28°. Это общее свойство спутников Нептуна указывает на то, что астероиды оказались там на самых ранних этапах формирования Солнечной системы. Захват произошел либо во время долгой миграции Нептуна с другой орбиты, либо при довольно резком перемещении, при котором неизменными остались наклоны астероидов. То, что в точках L4 и L5 ожидается найти десятки троянцев, склоняет ученых ко второй версии.