Οι αστεροειδείς είναι μικρότερα βραχώδη ή μεταλλικά αντικείμενα, που περιφέρονται γύρω από τον Ήλιο στο εσωτερικό ηλιακό σύστημα μέχρι και την τροχιά του Δία.
Υπάρχουν δισεκατομμύρια μεγαλύτεροι από 100 μέτρα και εκατομμύρια μεγαλύτεροι από 1 χιλιόμετρο σε μέγεθος. Οι περισσότεροι από αυτούς που έχουμε εντοπίσει βρίσκονται στην Κύρια Ζώνη των Αστεροειδών μεταξύ Άρη και Δία.
Μα υπάρχουν εξίσου πολλοί που κινούνται μαζί με τον Δία, που προηγούνται ή ακολουθούν τον Δία στην τροχιά του. Αυτοί ονομάζονται Τρωικοί Αστεροειδείς και χωρίζονται σε δύο ομάδες −η ομάδα που προπορεύεται του Δία είναι το στρατόπεδο των Ελλήνων και η ομάδα που ακολουθεί το στρατόπεδο των Τρώων.
Σημεία Λαγκράνζ
Με λευκό αστεροειδείς στην Κύρια Ζώνη Αστεροειδών. Με πράσινο Τρωικά Αντικείμενα. Οι “Έλληνες” βρίσκονται μπροστά από τον Δία στο σημείο Λαγκράντζ L4 και οι “Τρώες” πίσω από τον Δία στο L5. Credit: Wikimedia Commons
Τον 18ο αιώνα, οι μαθηματικοί Λέοναρντ Όιλερ και Ζοζέφ Λουί Λαγκράνζ ανακάλυψαν ότι υπάρχουν πέντε θέσεις βαρυτικής ισορροπίας στην τροχιά ενός πλανήτη. Αν ένα αντικείμενο τοποθετηθεί σε αυτές τις θέσεις θα παραμένει για πάντα εκεί. Οι θέσεις αυτές ονομάζονται σημεία Λαγκράνζ.
Τα σημεία ισορροπίας Λαγκράνζ κατά μήκος της τροχιάς ενός πλανήτη. Credit: University of Arizona
Το πρώτο σημείο Λαγκράνζ L1 βρίσκεται εσωτερικά της τροχιάς ενός πλανήτη προς τον Ήλιο. Το L2 βρίσκεται εξωτερικά της τροχιάς και το L3 στην αντιδιαμετρική θέση πίσω από τον Ήλιο. Τα σημεία αυτά είναι ασταθή σημεία ισορροπίας: Αν τοποθετήσουμε ένα αντικείμενο εκεί, θα παραμείνει, μα αν με κάποιο τρόπο διαταραχθεί θα φύγει. Σκεφτείτε αυτές τις περιοχές σαν τις κορυφές λόφων. Αν τοποθετήσουμε εκεί μια μπάλα θα παραμείνει στην κορυφή, μα ακόμη και μια ριπή αέρα θα την κάνει να κυλήσει στον κατήφορο.
Τα L4 και L5 είναι διαφορετικά −λειτουργούν σαν κοιλάδες, βυθίσεις βαρύτητας στον χωροχρόνο. Αν σπρώξουμε ένα αντικείμενο που βρίσκεται σε ένα από αυτά τα σημεία θα ξαναπέσει ξανά σε αυτό. Τα L4 και L5 αποτελούν ευσταθή σημεία ισορροπίας, 60° μπροστά και 60° πίσω από τον πλανήτη στην τροχιά του.
Τα σημεία L1, L2 και L3 είναι ασταθή σημεία ισορροπίας, σκεφθείτε τα σαν κορυφές λόφων. Τα σημεία L4 και L5 είναι ευσταθή σημεία ισορροπίας −σαν κοιλάδες, βυθίσεις βαρύτητας στον χωροχρόνο. Προσέξτε πως το θεωρητικό μοντέλο ταιριάζει με τις πραγματικές παρατηρήσεις Τρωικών αντικειμένων στον Δία. Image Credit: NASA\Neil J. Cornish
Ο Δίας έχει μεγάλη βαρύτητα και αποδεικνύεται ότι τα σημεία L4 και L5 είναι πολύ σταθερά. Οι αστεροειδείς που περιφέρονται εκεί μένουν εκεί. Το 1906, ένας αστεροειδής πλάτους 135 χιλιομέτρων ανακαλύφθηκε στο σημείο L4 του Δία. Ονομάστηκε Αχιλλέας, και σύντομα έγινε συνήθεια να ονομάζονται όλοι οι αστεροειδείς στα σημεία Λαγκράντζ του Δία από ήρωες του Τρωικού Πολέμου (Έλληνες στο L4 και Τρώες στο L5), γι’ αυτό και ονομάζονται Τρωικοί Αστεροειδείς.
Έχουμε ανακαλύψει Τρωικούς αστεροειδείς και σε άλλους πλανήτες, στις τροχιές της Αφροδίτης, του Άρη, του Ουρανού και του Ποσειδώνα. Ο Ερμής είναι πολύ κοντά στον Ήλιο και είναι δύσκολο να τους παρατηρήσουμε. Το ίδιο δύσκολη είναι η παρατήρηση και για την τροχιά της Γης για την οποία έχουμε ανακαλύψει μόλις δύο Τρωικά αντικείμενα. Στον Κρόνο οι θέσεις L4 και L5 ίσως δεν έχουν ευσταθή ισορροπία λόγω της βαρυτικής επιρροής του Δία.
Τρωικοί Αστεροειδείς −οι Έλληνες προπορεύονται του Δία και οι Τρώες τον ακολουθούν. Credits: Astronomical Institute of CAS/Petr Scheirich
Προσομοίωση της σχετικής κίνησης των Τρωικών Αστεροειδών καθώς περιφέρονται γύρω από τα σημεία L4 και L5. Σε αυτή την προσομοίωση όλο το κάδρο περιστρέφεται για να αντισταθμίσει την κίνση του Δία γύρω από τον Ήλιο. Η μικρή μετακίνηση του Δία οφείλεται στην μικρή εκκεντρότητα της τροχιάς του. Credits: Astronomical Institute of CAS/Petr Scheirich
Lucy – Η πρώτη αποστολή στους Τρωικούς Αστεροειδείς
Οι αστεροειδείς είναι απομεινάρια από το αρχέγονο υλικό από το οποίο σχηματίστηκαν οι πετρώδεις πλανήτες πριν από 4,6 δισεκατομμύρια χρόνια. Και ενώ οι πλανήτες και τα φεγγάρια έχουν αλλάξει με την πάροδο των εκατομμυρίων ετών, πολλά από αυτά τα μικρά κομμάτια πάγου, πετρωμάτων και μετάλλων έχουν παραμείνει αναλλοίωτα –σαν απολιθώματα από την εποχή του σχηματισμού των πλανητών.
Από εκεί προέρχεται και το όνομα της αποστολής Lucy της NASA, καθώς Lucy ονομάστηκε το πρώτο απολίθωμα ανθρωποειδούς–αυστραλοπίθηκου που ανακαλύφθηκε, ηλικίας 2,8 – 3,8 εκατομμυρίων ετών.
Ο Δίας είναι ο μεγαλύτερος πλανήτης του Ηλιακού Συστήματος και έχει τις περιοχές Λαγκράντζ με την μεγαλύτερη επιρροή. Όποιος αστεροειδής εισέρχεται στις περιοχές L4 και L5 του Δία παγιδεύεται για πάντα εκεί. Στις θέσεις αυτές έχουν παγιδευτεί αντικείμενα από την αρχή του σχηματισμού του Ηλιακού συστήματος πριν δισεκατομμύρια χρόνια. Γι’ αυτό και είναι σημαντική η μελέτη τους.
Η αποστολή θα εκτοξευθεί το Σάββατο 16 Οκτώβριου 2021 και στη διάρκεια 12 ετών θα επισκεφθεί οκτώ διαφορετικούς αστεροειδείς, έναν στην Κύρια Ζώνη και επτά Τρωικούς.
Η πορεία της Lucy με κόκκινο χρώμα. Με μπλε η Γη, πράσινο ο Δίας και άσπρο οι αστεροειδείς που θα επισκεφτεί η Lucy.
Μετά από έναν βαρυτικό ελιγμό με τη Γη (βαρυτική ώθηση) τον Οκτώβριο 2022 και έναν τέλος του 2024, το σκάφος θα κατευθυνθεί προς την περιοχή L4 του Δία, στο στρατόπεδο των Ελλήνων.
Στην πορεία θα συναντήσει τον πρώτο στόχο, τον Απρίλιο του 2025, τον αστεροειδή (52246) Donaldjohanson της Κύριας Ζώνης, που πήρε το όνομά του από τον Donald Johanson ο οποίος ανακάλυψε το απολίθωμα Lucy. Πρόκειται για τον μικρότερο από τους στόχους της αποστολής με διάμετρο 4 χιλιόμετρα.
Τα επόμενα χρόνια το σκάφος θα προσεγγίσει διαδοχικά τους:
- Ευρυβάτης (3548 Eurybates) τον Αύγουστο του 2027, με διάμετρο 64 km και το μικρό του φεγγάρι διαμέτρου μόλις 1 km την Queta*
- Πολυμήλη (15094 Polymele) τον Σεπτέμβριο του 2027, με διάμετρο 21 km, η οποία εκτιμάται ότι είναι θραύσμα ενός παλαιότερου μεγαλύτερου αντικειμένου.
- Λεύκος (11351 Leucus) τον Απρίλιο του 2028, με διάμετρο 40 km, ο οποίος περιστρέφεται τόσο αργά που η μέρα εκεί διαρκεί 446 ώρες.
- Ώρος (21900 Orus) τον Νοέμβριο του 2028, με διάμετρο 51 km, που ανήκει σε κατηγορία αστεροειδών με πολύ μικρή ανακλαστικότητα και εκτιμάται ότι είναι πλούσιοι σε οργανικά στοιχεία.
Στη συνέχεια το 2031 η Lucy θα επιστρέψει στη Γη για μια νέα βαρυτική ώθηση που θα της αλλάξει κατεύθυνση προς την περιοχή L5 του Δία, στους Τρώες.
Η προσέγγιση του τελικού στόχου θα γίνει τον Μάρτιο του 2033 και αφορά το σύστημα δύο αστεροειδών, τους Πάτροκλο (617 Patroclus) και Μενοίτιο (Menoetius) με διαμέτρους 113 km και 104 km αντίστοιχα.
Εικόνες του Hubble του Πάτροκλου και του Μενοίτιοy να περιφέρονται μεταξύ τους από τον Μάιο έως τον Ιούνιο του 2017. Ακόμη και με τα μεγαλύτερα τηλεσκόπια, οι Τρωικοί αστεροειδείς βρίσκονται τόσο μακριά και είναι τόσο μικροί που πρέπει να πάμε εκεί για να έχουμε καλύτερη εικόνα.
* Αναφορικά με το όνομα Queta
Για περισσότερα από 100 χρόνια από τότε που ανακαλύφθηκαν οι πρώτοι Τρωικοί αστεροειδείς το 1906, κάθε Τρωικός αστεροειδής πήρε το όνομά του από έναν χαρακτήρα της Ιλιάδας του Ομήρου. Αυτή η σύμβαση ονοματοδοσίας λειτουργούσε καθώς όπως μπορεί να πιστοποιήσει όποιος έχει διαβάσει την Ιλιάδα, υπάρχουν πολλά, πολλά, πολλά ονόματα για να διαλέξετε. Ωστόσο, πρόσφατα η Διεθνής Αστρονομική Ένωση (IAU) αντιμετώπισε ένα υπέροχο πρόβλημα: υπάρχουν πολλοί περισσότεροι Τρωικοί αστεροειδείς από ότι ονόματα στην Ιλιάδα. Οπότε χρειαζόμασταν μια νέα σύμβαση ονομασίας. Πλέον αντί για αρχαίους Έλληνες ήρωες πολέμου, οι μικρότεροι Τρωικοί αστεροειδείς θα ονομάζονται από μια ομάδα σύγχρονων ηρώων: Ολυμπιακών και Παραολυμπιακών αθλητών. Αυτό θεωρήθηκε ο κατάλληλος διάδοχος των ομηρικών ονομάτων, αφού οι Ολυμπιακοί Αγώνες ήταν αρχικά μια αρχαία ελληνική παράδοση.
Ο πρώτος Τρωικός αστεροειδής που ονομάστηκε με την καινούργια σύμβαση είναι η Queta το μικρό φεγγάρι του Ευρυβάτη, από την Enriqueta “Queta” Basilio την πρώτη γυναίκα, που άναψε τον βωμό στο Ολυμπιακό Στάδιο στους Ολυμπιακούς Αγώνες του Μεξικού το 1968.
—
Κώστας Σακκάς
Φορητό Ψηφιακό Πλανητάριο – Planetarium On the Go
Φέρνουμε τον έναστρο ουρανό σε εσάς!
