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天文学において、トロヤ群小惑星とは、より大きな天体と軌道を共有し、ラグランジュ点L 4およびL 5のいずれかの近くで本体の約 60° 前方または後方の安定した軌道を維持する小さな天体(主に小惑星) です。トロヤ群小惑星は、惑星や大きな衛星と軌道を共有することがあります。
トロヤ群は共軌道天体の一種である。この配置では、恒星と惑星が共通の重心の周りを公転する。共通重心は恒星の中心に近いが、これは恒星の質量が公転惑星の質量よりはるかに大きいためである。一方、恒星惑星系のラグランジュ点の1つに位置する恒星と惑星の両方よりはるかに小さい質量は、この重心を介して作用する複合重力の影響を受ける。したがって、最小の天体は惑星と同じ公転周期で重心の周りを公転し、配置は時間の経過とともに安定したままである。[1]
太陽系では、知られているトロヤ群のほとんどが木星の軌道を共有している。それらは、L 4（木星の前方）のギリシャ陣営とL 5 （木星の後方）のトロヤ群に分けられる。1キロメートルを超える木星トロヤ群は100万以上存在すると考えられており、[2]そのうち7,000以上が現在カタログ化されている。他の惑星の軌道では、これまでに9つの火星トロヤ群、31の海王星トロヤ群、2つの天王星トロヤ群、2つの地球トロヤ群のみが発見されている。一時的な金星トロヤ群も知られている。数値軌道力学安定性シミュレーションによると、土星には原始的なトロヤ群はおそらく存在しない。[3]
主天体が惑星で副天体がその衛星の 1 つである場合、同じ配置が見られることがあり、その場合、はるかに小さいトロヤ群衛星がその軌道を共有できます。既知のトロヤ群衛星はすべて土星系の一部です。テレストとカリプソはテティスのトロヤ群であり、ヘレネとポリュデウケスはディオネのトロヤ群です。
トロヤ群小惑星
1772年、イタリア系フランス人の数学者で天文学者の ジョゼフ・ルイ・ラグランジュは、一般三体問題の2つの定常解（共線的および正辺的）を得ました。[4]制限された三体問題では、1つの質量が無視でき（ラグランジュはこれを考慮しませんでした）、その質量の5つの可能な位置は現在ラグランジュ点と呼ばれています。
「トロヤ群」という用語は、もともと木星のラグランジュ点の近くを周回する「トロヤ小惑星」（木星トロヤ群）を指していました。これらは長い間、ギリシャ神話のトロイ戦争の登場人物にちなんで名付けられてきました。慣例により、木星のL 4点の近くを周回する小惑星は戦争のギリシャ側の登場人物にちなんで名付けられ、木星のL 5点の近くを周回する小惑星はトロイ側の人物にちなんで名付けられています。慣例が採用される前に命名された2つの例外があります。L4グループの624ヘクトールとL5グループの617パトロクロスです。 [5]
天文学者たちは、木星トロヤ群小惑星の数は小惑星帯の小惑星の数とほぼ同じであると推定している。[6]
その後、海王星、火星、地球、[7] 天王星、金星のラグランジュ点付近を周回する天体が発見されました。木星以外の惑星のラグランジュ点にある小惑星は、ラグランジュ小惑星と呼ばれることがあります。[8]
- 火星のトロヤ群天体として知られているものは4つある: 5261 ユーレカ、(101429) 1998 VF 31、(311999) 2007 NS 2、(121514) 1999 UJ 7 (L 4の先頭の「雲」にある唯一のトロヤ群天体) 、[ 9] [10]また、(385250) 2001 DH 47、2011 SC 191、2011 UN 63 もあるようだが、これらはまだ小惑星センターに受け入れられていない。
- 海王星のトロヤ群星は28個知られていますが[11] 、大型の海王星のトロヤ群星の数は木星のトロヤ群星の数を1桁上回ると予想されています[12] [13]。
- 2010 TK 7は、2011年に地球上で初めて発見されたトロヤ群小惑星であることが確認された。この小惑星は、地球の前方に位置するL4ラグランジュ点に位置している。 [ 14 ] (614689) 2020 XL 5は、2021年に地球上の別のトロヤ群小惑星であることが判明した。この小惑星もL4に位置する。 [15] [16]
- (687170) 2011 QF 99は、2013年に天王星の最初のトロヤ群星として特定されました。これはL4ラグランジアン点に位置しています。2番目のトロヤ群星である(636872) 2014 YX 49は、2017年に発表されました。 [17]
- 2013 ND 15は一時的な金星トロヤ群であり、初めて特定されたものです。
- 大きな小惑星ケレスとベスタには一時的なトロヤ群が存在する。[18]
- 土星にはL4ラグランジアン点（2019 UO 14）に1つのトロヤ群が知られている。[19]
惑星別のトロイア人
安定性
恒星、惑星、トロヤ群の系が安定しているかどうかは、その系が受ける摂動の大きさによって決まります。たとえば、惑星の質量が地球と同じで、その恒星の周りを木星と同じ質量の天体が回っている場合、トロヤ群の軌道は、2 番目の惑星が冥王星と同じ質量である場合よりもずっと不安定になります。
経験則として、m 1 > 100 m 2 > 10,000 m 3の場合、その系は長寿命である可能性が高いです(ここで、m 1、m 2、およびm 3は、それぞれ恒星、惑星、およびトロヤ群の質量です)。
より正式には、円軌道を持つ3体系では、安定条件は27( m 1 m 2 + m 2 m 3 + m 3 m 1 ) < ( m 1 + m 2 + m 3 ) 2である。したがって、トロヤ群は塵の粒子であり、m 3 →0 であるため、 に下限が課せられる。メートル1/メートル2の25+√621/2 ≈ 24.9599。そして、もし恒星が超大質量、m 1 →+∞であれば、ニュートンの重力下では、惑星とトロヤ群の質量が何であっても、系は安定します。そして、もしメートル1/メートル2 = メートル2/メートル3、両方が 13+√168 ≈ 25.9615 を超える必要があります。ただし、これはすべて 3 体系を前提としています。他の物体が導入されると、たとえ遠くて小さくても、体系の安定性にはさらに大きな比率が必要になります。
参照
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参考文献
- ^ ロブテル、フィリップ、スーシェ、ジャン (2010)。「トロヤ小惑星のダイナミクス入門」。ドヴォルザーク、ルドルフ、スーシェ、ジャン (編)。太陽系小天体と太陽系外惑星のダイナミクス。物理学講義ノート。第 790 巻。シュプリンガー。p. 197。ISBN 978-3-642-04457-1。
- ^ 吉田 文雄; 中村 剛志 (2005年12月). 「微弱な木星系L4トロヤ群小惑星のサイズ分布」.天文学ジャーナル. 130 (6): 2900–2911. Bibcode :2005AJ....130.2900Y. doi : 10.1086/497571 .
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- ^ Robert Lea (2024年10月24日). 「土星に初めて確認されたトロヤ群小惑星が見つかる — しかし盗まれた可能性も」. Space.com . 2024年10月26日閲覧。
