Троянские астероиды , известные также под названием троянские планеты, это представители группы астероидов, находящихся в точках Лагранжа на орбите планет Солнечной системы.
В 1772 году французский математик и астроном Жозеф Луи Лагранж предсказал существование и местоположение двух групп малых тел, которые оказались под действием двух сил гравитации на орбите Юпитера . Эти положения назвали точками Лагранжа и стали обозначать L4 и L5. В этих точках малое небесное тело удерживается под воздействием сил гравитации в равнобедренном треугольнике, в котором другими точками будут огромные Юпитер и Солнце. Точки L4 и L5 расположены под углом 60° по отношению к плоскости орбиты Юпитера.
Это две из пяти точек Лагранжа, которые представляют собой частные случаи решения, так называемой, задачи из трех тел из раздела небесной механики. Оставшиеся три точки Лагранжа также находятся на солнечной орбите Юпитера. Присутствие других планет, в частности Сатурна, дестабилизирует систему троянских астероидов. Это объясняет, почему других астероидов поблизости найдено не было. На самом деле, из-за влияния Сатурна большинство орбит троянских астероидов оказались смещенными на 40° от орбиты Юпитера и на 70° относительно точек Лагранжа.
В 1906 году первый из предполагаемых космических объектов, под названием (588) Ахиллес, был открыт германским астрономом Максом Вольфом в окрестностях L4. В течение года были обнаружены еще два: (617) Патрокл возле L5, а также (624) Гектор недалеко от L4. Позже было решено продолжить называть астероиды в честь участников Троянской войны, описанной в эпосе Илиада Гомера. Астероиды в точке L4 получают имена греков, а в точке L5 имена троянцев. Эта традиция продолжилась, за исключением двух недоразумений, не исправленных до сих пор: Гектор единственный попал в лагерь греков, а Патрокл в лагерь троянцев.
По состоянию на 2011 год было открыто 4933 троянских астероидов Юпитера. 64% из них находятся возле L4, а оставшиеся возле L5. По мнению астрономов, около 1800-2800 всех троянских астероидов Юпитера имеют диаметр больше 15 км.
С тех пор как были открыты новые астероиды Юпитера, астрономы продолжают поиски троянских объектов Марса , Сатурна и Нептуна . Но особенно усердно ищут их в нашей системе Земля-Луна . Долгое время ученые сомневались в существовании подобных устойчивых точек Лагранжа у малых планет. Потому что на них оказывает влияние гравитационное поле больших планет. Тем не менее, в 1990 году в районе L5 Марса был открыт астероид, названный впоследствии (5261) Эврика. Восемь троянских астероидов Нептуна были обнаружены с 2001 года. Из них 6 в районе L4, а два возле L5. Первый троянский астероид Земли, который позже назвали 2010 TK7, был обнаружен на фотографиях, полученных при помощи инфракрасного космического телескопа Wide-Field Infrared Survey Explorer. Троянские астероиды Сатурна до сих пор не были найдены. Зато уже стали известны объекты, которые находятся в точках Лагранжа Сатурна, а также его спутников Тефии и Дионы .
L 4 и L 5 крупных планет (на 60 ? впереди и позади планеты), вне главного пояса астероидов . Период их обращения вокруг Солнца совпадает с периодом вращения планеты, то есть они находятся в орбитальном резонансе 1:1. В системе планета - Солнце они осуществляют либрацийни движения вокруг лагранжевых точек, вследствие чего их взаимное расположение постоянно меняется.
1. Троянцы Марса
2. Троянцы Юпитера
3. Троянцы Нептуна
Сейчас специалисты имеют данные лишь о шести таких объектов в окрестности точки L 4, и было использовано при моделировании. В результате выяснилось, что троянец 2001 QR322 неустойчив и (теоретически) мог бы стать кентавром .
Расчетная численность популяции троянских астероидов Нептуна, размер которых превышает 1 км, составляет 1-10 млн. Если предположить, что реальная цифра близка к одному миллиону, а нестабильный 2001 QR322 слишком выделяется на фоне других объектов, то вклад троянцев к делу заполнения численности кентавров можно, по словам ученых, оценить в 3%.
Если же взять за основу цифру в 10 миллионов и предположить, что в 2001 QR322 похож на своих собратьев, то каждые 100 лет один виртуальный нептунианський троянец становиться кентавром. Одного такого источника вполне достаточно для поддержания популяции последних.
Луна - единственный естественный спутник Земли. Когда-то мы были настолько уверенны в этом, что даже не дали своей луне какого-то определенного имени. С другой стороны это вполне оправдано, т.к. Луна являющаяся наиболее ярким и крупным объектом ночного неба, лишний раз в представлении не нуждается. Остальные же 6 спутников Земли настолько малы и далеки, что увидеть их можно только в мощные телескопы. Кроме того, вращаются они вокруг Солнца, но находятся под влиянием притяжения Земли.
Можно долго спорить по поводу того являются ли подобные объекты естественными спутниками, но поскольку, так сказать, официальная точка зрения по этому поводу еще не определена, то относить их к таковым пока ничего не запрещает. Международный Астрономический Союз, главенствующая организация в вопросах определения чем является то или иное небесное тело и как это тело правильно называть, обещает в скором будущем дать четкое определение понятиям «спутник» и «компонент гравитационной системы». Поэтому пока имеем то, имеем.
Итак, вместе с Луной у Земли 7 спутников. 5 из них являются квазиорбитальными астероидами или просто квазиспутниками, еще один относится к классу троянских астероидов. До определенного момента и те и другие (в данном случае другОЙ) были вполне обычными астероидами и вращались по своим более менее устойчивым орбитам вокруг Солнца, пока однажды не нарвались на огромную, относительно их габаритов, Землю в результате чего попали в орбитальный резонанс 1:1 с последней. Другими словами обращение Земли и «захваченных» астероидов синхронизировалось и теперь они делают один виток вокруг Солнца за одинаковое время.
В остальном эти два типа принципиально отличаются друг от друга, поэтому рассмотрим каждый по отдельности.
Квазиспутники Земли
Что такое квазиспутник? В принципе, им может стать практически любое небесное тело, попавшее в орбитальный резонанс 1 к 1 с планетой. Не смотря на полностью совпадающие орбитальные периоды, квазиспутники всегда имеют более значительный эксцентриситет (степень отклонения от окружности) орбиты, а иногда еще и выраженный наклон относительно плоскости эклиптики (плоскости, в которой вращается планета).
Главная особенность квазиспутников, как впрочем и троянских астероидов, заключается в том, что в любой момент времени они находятся ровно на том же расстоянии от Земли, что и год назад. Собственно, по этой причине их и причисляют к естественным спутникам.
С другой стороны их «верность» планете не всегда стабильна: продолжительность гравитационного тандема может составлять от нескольких орбитальных периодов до сотен тысяч витков.
Круитни
Самый крупный и известный среди квазиорбитальных спутников Земли - астероид Круитни (3753) . Он был открыт еще в 1986 году астрономом-любителем и стал первым известным небесным телом в Солнечной системе, которое двигалось по такой странной, но стабильной орбите. Позднее астрономы обнаружили подобных компаньонов у Венеры, Юпитера, Сатурна, Урана, Нептуна и даже Плутона.
К сожалению, что собой представляет Круитни мы толком и не знаем. Это астероид диаметром около 5 км. Он вращается по очень вытянутой и наклоненной к плоскости эклиптике орбите, перигелий (ближайшая к Солнцу точка орбиты) которой лежит между орбитами Меркурия и Венеры, афелий - между Марсом и Юпитером.
