https://frosthead.com

Sahabat Sementara Menuju Uranus dalam Perlumbaannya Sekitar Matahari

Badan yang berbatu dan berair yang dimainkan oleh Rhode Island mengikuti pemimpin dengan planet ketujuh dari Matahari, melancarkan sepanjang orbit Uranus satu keenam revolusi di hadapan planet ini. Tubuh, yang digelar sementara untuk 2011 QF99, adalah jenis pertama yang ditemui untuk mengelilingi Uranus. Penyelidik yang melaporkan dalam jurnal Science mendokumentasikan pengesanannya dan menunjukkan bahawa ia mungkin tidak semata-mata, menjanjikan gambaran lebih jelas mengenai permainan pinball celestial yang berterusan di luar sistem suria.

Beribu badan yang mempunyai kedudukan yang sama diketahui wujud di sekitar Musytari; mereka dipanggil Trojans kerana masing-masing dinamakan watak mitos dalam Perang Troya. Tetapi para saintis percaya bahawa tarikan graviti di sekitar Uranus dan Saturnus , khususnya tarikan Musytari, membuat para sahabat yang sama di sana tidak mungkin.

Apa sebenarnya Trojans? Cerita mereka bermula pada abad ke-18, apabila seorang ahli matematik yang terkenal bernama Joseph-Louis Lagrange menulis sebuah esei mengenai masalah tiga mayat, mengenal pasti lima kedudukan di mana kesan graviti dari badan mengorbit badan lain (memikirkan sistem Earth-Moon sebagai satu badan yang mengelilingi Matahari) akan membolehkan badan yang lebih kecil ketiga kekal seimbang. Apabila terletak di salah satu daripada lima Mata Lagrange, badan ketiga akan kelihatan relatif berbanding dengan yang lain. Tiga daripada lima jawatan ini, yang dipanggil L1, L3 dan L3, tidak stabil - jika badan ketiga melayang jauh dari mana-mana jawatan ini, ia tidak akan dapat pulih daripada salah. L1 dan L2 adalah lokasi yang ideal untuk menempatkan satelit buatan yang mempelajari Matahari dan ruang, walaupun lintasan ruang angkasa perlu sentiasa tweak supaya mereka kekal di tempat ini.

Lagrange Points

Sistem Sun-Earth mempunyai lima Titik Lagrange di mana jisim yang lebih kecil ketiga boleh kekal bersandar kepada Matahari dan Bumi. L2 adalah rumah masa depan Teleskop Angkasa James Webb, yang akan melihat alam semesta. Imej melalui Pasukan Sains NASA / WMAP

Tetapi di dua Titik Lagrange, yang digelar L4 dan L5, badan akan ditarik balik tanpa mengira cara mana ia hanyut, menyebabkan ia berayun di sekitar titik seperti gimnast di bar yang tinggi. Sebenarnya, pelbagai badan-beribu-ribu boleh menari di sekitar setiap titik di dalam kawasan kestabilan yang memanjang ke arah orbit planet ini. Salah satu daripada mata ini terletak 60 darjah di atas laluan orbital dan 60 darjah di belakang.

Sistem tiga-badan lain mempunyai mata keseimbangan yang sama, dan pada tahun 1906 ahli astronomi menemui asteroid di orbit L4 di orbit Jupiter di sekitar Matahari, menamakan Achilles badan. Pada tahun-tahun berikutnya, lebih banyak asteroid Trojan telah ditemui di sekitar L4 dan L5 Jupiter dan, lebih baru-baru ini, Trojans telah ditemui di sepanjang orbit planet lain, termasuk Mars ', Neptunus dan juga Bumi.

Tetapi tiada yang hadir untuk Uranus atau Saturnus-sehingga sekarang. Sebagai sebahagian daripada kaji selidik Teleskop Kanada-Perancis-Hawaii yang direka untuk mencari badan-badan kecil yang mengorbit melampaui planet paling jauh, Neptunus, sebuah pasukan astronomer melihat 2011 QF99 dalam tiga imej yang diambil satu jam terpisah pada patch langit yang sama. Kecerahan objek mencadangkan ia adalah 60 kilometer di seluruh dan orbitnya disematkan sebagai jauh sebagai Uranus, tetapi pemerhatian selanjutnya pada tahun 2011 dan 2012 membezakannya dari Centaur, badan yang tidak stabil yang mengorbit Matahari dan kadang-kadang melintasi, tetapi tidak mengikuti atau memimpin, orbit planet. Kajian pasukan menunjukkan 2011 QF99 berjalan di hadapan Uranus seperti seekor anjing di tali: Itu adalah Trojan L4.

"Trojan Uranian bukan tumpuan kajian kami, " kata Mike Alexandersen, seorang ahli astronomi di University of British Columbia. "Apabila kita sedar apa itu, kita seperti 'Whoa, wow.'"

Tidak seperti kebanyakan Trojans yang lain, yang menggunakan kedudukan semasa mereka awal semasa pembentukan sistem suria, 2011 QF99 mungkin pertama Centaur dan ditangkap di L4 kemudian, ditangkap kerana ia bocor ke dalam dari jauh lebih jauh. Analisis numerik mengenai butiran orbit 2011 QF99 mencadangkan ia akan kekal sebagai Trojan selama 70, 000 tahun sebelum, selepas satu juta tahun atau lebih, ia bergerak di luar rantau kestabilan L4 dan bergabung semula dengan Centaurs.

2011 QF99, maka, adalah Trojan sementara. Dan simulasi oleh Alexandersen dan pasukannya , yang dilaporkan buat kali pertama dalam kertas baru , mendapati bahawa 2011 QF99 tidak bersendirian. Kira-kira 3 peratus daripada badan-badan kecil di luar sistem solar berkongsi orbit dengan Neptunus atau Uranus pada suatu masa tertentu. "Terdapat banyak asteroid dan komet yang terbang mengelilingi sistem solar, dan banyaknya menyeberangi orbit planet dan hanya sebahagian kecil yang dapat ditangkap, " katanya. Tangkap adalah "peristiwa kebarangkalian rendah. Intuitif, kami fikir ia mempunyai kebarangkalian yang lebih rendah. "

Walaupun Trojans yang lebih kekal mempunyai banyak perkara yang mengatakan tentang pengurasan primordial, Trojans sementara-termasuk yang lain yang ditemui mengorbit dengan Neptunus dan Bumi-boleh mendedahkan maklumat mengenai jumlah Centaurs mendekati jangkauan nether, betapa tepatnya mereka sampai di sana dan jalan yang mereka ikuti.

"Objek-objek yang tidak stabil itu, Centaurs, sering menjadi komet keluarga Jupiter, yang kebanyakannya mendekati Bumi dan akhirnya dapat menimbulkan ancaman, " kata Jonti Horner, seorang ahli astronomi di Universiti New South Wales yang tidak Tidak terlibat dalam kajian ini. "Dapat mengkaji benda-benda itu ketika mereka jauh dari Matahari, dan oleh karenanya tidak tersembunyi oleh koma komedi, dapat memberitahu kita banyak mengenai komet dan objek lain yang dapat mengancam Bumi."

"Ini penemuan yang sangat menarik untuk saya, dan bagi orang lain yang melihat badan kecil sistem solar, " katanya.

Alexandersen, yang menyatakan bahawa risiko kesan sangat rendah, kata hasilnya bercakap tentang berapa banyak yang masih belum diketahui tentang sistem solar kita. Dia meramalkan bahawa lebih banyak akan dinyatakan sebagai ahli astronomi terus mengesan objek yang lebih kecil dan lebih kecil. "Sekiranya terdapat satu Trojan 60 kilometer, maka mungkin ada puluhan Trojan satu kilometer, " katanya. "Kami tidak dapat melihatnya lagi."

Sahabat Sementara Menuju Uranus dalam Perlumbaannya Sekitar Matahari