Trojanischer Jupiter

Der Jupiter Trojans, allgemein genannter Trojans oder trojanische Asteroiden, ist eine große Gruppe von Gegenständen, die die Bahn des Planeten Jupiter um die Sonne teilen. Hinsichtlich Jupiters, jedes trojanischen librates um einen von zwei Punkten von Lagrangian des Planeten der Stabilität, und, die beziehungsweise 60 ° vor und hinter dem Planeten in seiner Bahn liegen. Trojanische Asteroiden werden in zwei verlängerten, gekrümmten Gebieten um diese Punkte von Lagrangian mit einer durchschnittlichen Halbhauptachse von ungefähr 5.2 AU verteilt.

Das erste trojanische entdeckt, 588 Achilles, wurde 1906 vom deutschen Astronomen Max Wolf entdeckt. Insgesamt 5,253 Jupiter Trojans ist gefunden worden. Der Begriff "Trojanischer" ist auf die Tatsache zurückzuführen, dass, durch die Tagung, sie jeder nach einer mythologischen Zahl vom trojanischen Krieg genannt werden. Wie man glaubt, ist die Gesamtzahl von Jupiter Trojans, der größer ist als 1 km im Durchmesser, über, ungefähr gleich der Zahl von Asteroiden, die größer sind als 1 km im Asteroid-Riemen. Wie Hauptriemen-Asteroiden bilden Trojans Familien.

Jupiter Trojans ist dunkle Körper mit rötlichen, nichts sagenden Spektren. Keine festen Beweise der Anwesenheit von Wasser, organische Sache oder andere chemische Zusammensetzungen auf ihren Oberflächen sind erhalten worden. Die Dichten von Trojans (wie gemessen, durch das Studieren von Dualzahlen oder Rotationslightcurves) ändern sich von 0.8 bis 2.5 g · Cm. Wie man denkt, sind Trojans in ihre Bahnen während der frühen Stufen der Bildung des Sonnensystems oder ein bisschen später während der Wanderung von riesigen Planeten festgenommen worden.

Der Begriff "Trojanischer" ist gekommen, um mehr allgemein verwendet zu werden, um sich auf andere kleine Sonnensystemkörper mit ähnlichen Beziehungen zu größeren Körpern zu beziehen: Zum Beispiel gibt es sowohl Mars Trojans als auch Neptun Trojans, und Saturn hat trojanische Monde. NASA hat die Entdeckung einer trojanischen Erde bekannt gegeben. Wie man normalerweise versteht, bedeutet der Begriff "trojanischer Asteroid" den Jupiter Trojans spezifisch, seitdem der erste Trojans in der Nähe von der Bahn von Jupiter entdeckt wurde und Jupiter zurzeit bei weitem den bekanntesten Trojans hat.

Beobachtungsgeschichte

1772 hat Mathematiker italienischen Ursprungs Joseph-Louis Lagrange, im Studieren des eingeschränkten Drei-Körper-Problems, vorausgesagt, dass ein kleiner Körper, der eine Bahn mit einem Planeten teilt, aber liegend werden 60 ° vorn oder dahinter in der Nähe von diesen Punkten gefangen. Der gefangene Körper wird librate langsam um den Punkt des Gleichgewichts in einer Kaulquappe oder Hufeisen-Bahn. Diese werden Führung und das Schleppen von Punkten und Punkte von Lagrange genannt. Jedoch wurden keine in Punkten von Lagrange gefangenen Asteroiden bis mehr als ein Jahrhundert nach der Hypothese von Lagrange beobachtet. Diejenigen um Jupiter waren erst, um entdeckt zu werden.

E. E. Barnard hat die erste registrierte Beobachtung eines trojanischen Asteroiden 1904 gemacht, aber weder er noch andere haben seine Bedeutung zurzeit geschätzt. Barnard hat geglaubt, dass er den kürzlich entdeckten Saturnsatelliten Phoebe gesehen hat, die nur zwei Kreisbogen-Minuten weg im Himmel zurzeit, oder vielleicht einem Stern war. Die Identität des Gegenstands wurde nicht begriffen, bis seine Bahn 1999 gebaut wurde.

Die erste anerkannte Entdeckung eines trojanischen ist im Februar 1906 vorgekommen, als der Astronom Max Wolf von der Staatssternwarte des Heidelbergs-Königstuhl einen Asteroiden am Punkt von Lagrangian des Systems von Sonne-Jupiter, später genannt 588 Achilles entdeckt hat. In 1906-1907 noch zwei Jupiter Trojans wurden vom deutschen Mitastronomen August Kopff (624 Hektor und 617 Patroclus) gefunden. Hektor, wie Achilles, hat dem Schwarm gehört ("vorn" des Planeten in seiner Bahn), während Patroclus der erste Asteroid war, der bekannt ist, am Punkt von Lagrangian ("hinter" dem Planeten) zu wohnen. Vor 1938 waren 11 Trojans entdeckt worden. Diese Zahl hat zu 14 nur 1961 zugenommen. Da sich Instrumente verbessert haben, ist die Rate der Entdeckung schnell gewachsen: Vor dem Januar 2000 waren insgesamt 257 entdeckt worden; vor dem Mai 2003 war die Zahl zu 1,600 gewachsen. es gibt 3,404 bekannte trojanische Asteroiden an und 1,759 an,

Nomenklatur

Die Gewohnheit, alle Asteroiden in Jupiter und Punkte nach berühmten Helden des trojanischen Krieges zu nennen, wurde von Johann Palisa aus Wien angedeutet, der erst war, um ihre Bahnen genau zu berechnen. Asteroiden in der Gruppe werden genannt nach griechischen Helden (der "griechische Knoten oder das Lager" oder "die Gruppe von Achilles"), und werden diejenigen am Punkt nach den Helden von Troy (der "trojanische Knoten oder das Lager") genannt. Verwirrend wurde 617 Patroclus genannt, bevor die Regel von Griechenland/Troygewicht ausgedacht wurde, und ein griechischer Name so im trojanischen Knoten erscheint; der griechische Knoten hat auch "verlegten" Asteroiden von demjenigen, 624 Hektor, genannt nach einem trojanischen Helden.

Zahlen und Masse

Schätzungen der Gesamtzahl von Trojans basieren auf tiefen Überblicken über beschränkte Gebiete des Himmels. Wie man glaubt, hält der Schwarm zwischen 160-240.000 Asteroiden mit Diametern größer als 2 km und ungefähr 600,000 mit Diametern größer als 1 km. Wenn der Schwarm eine vergleichbare Zahl von Gegenständen enthält, gibt es mehr als Trojans 1 km in der Größe oder größer. Für die Gegenstände, die heller sind als absoluter Umfang 9.0, ist die Bevölkerung wahrscheinlich abgeschlossen. Diese Zahlen sind diesem von vergleichbaren Asteroiden im Asteroid-Riemen ähnlich. Die Gesamtmasse von Trojans wird auf 0.0001 der Masse der Erde oder einer fünfter von der Masse des Asteroid-Riemens geschätzt.

Zwei neuere Studien zeigen jedoch an, dass die obengenannten Zahlen die Zahl von Trojans um mehrere fach überschätzen können. Diese Überschätzung wird durch (1) die Annahme verursacht, dass alle Trojans einen niedrigen Rückstrahlvermögen von ungefähr 0.04 haben, wohingegen kleine Körper wirklich einen durchschnittlichen Rückstrahlvermögen nicht weniger als 0.12 haben können; (2) eine falsche Annahme über den Vertrieb von Trojans im Himmel. Gemäß den neuen Schätzungen ist die Gesamtzahl von trojanischen Asteroiden mit einem Diameter, das größer ist als 2 km, und in und Schwärme beziehungsweise. Diese Anzahlen würden durch einen Faktor 2 vermindert, wenn kleine Trojans reflektierender sind als große.

Die Zahl von im Schwarm beobachtetem Trojans ist ein bisschen größer als das, das darin beobachtet ist; jedoch, seit der hellsten Show von Trojans wenig Schwankung in Zahlen zwischen den zwei Bevölkerungen, ist diese Verschiedenheit wahrscheinlich wegen der Beobachtungsneigung. Jedoch zeigen einige Modelle an, dass der Schwarm ein bisschen stabiler sein kann als der Schwarm.

Der größte von Trojans ist 624 Hektor, der ein durchschnittliches Diameter 203 ± 3.6 km hat. Es gibt wenige große Trojans im Vergleich mit der gesamten Bevölkerung. Mit der abnehmenden Größe wächst die Zahl von Trojans sehr schnell unten zu 84 km viel mehr als im Asteroid-Riemen. Ein Diameter 84 entspricht km einem absoluten Umfang 9.5, einen Rückstrahlvermögen 0.04 annehmend. Innerhalb der 4.4-40 erstrecken sich km der Größe-Vertrieb von Trojans ähnelt dem der Hauptriemen-Asteroiden. Eine Abwesenheit von Daten bedeutet, dass nichts über die Massen kleineren Trojans bekannt ist. Der Größe-Vertrieb weist darauf hin, dass kleinere Trojans die Produkte von Kollisionen durch größeren Trojans sind.

Bahnen

Jupiter Trojans hat Bahnen mit Radien zwischen 5.05 und 5.35 AU (die Mittelhalbhauptachse ist 5.2 ± 0.15 AU), und werden überall in verlängerten, gekrümmten Gebieten um die zwei Punkte von Lagrangian verteilt; jeder Schwarm streckt sich für ungefähr 26 ° entlang der Bahn Jupiters, sich auf eine Gesamtentfernung von ungefähr 2.5 AU belaufend. Die Breite der Schwärme kommt ungefähr den Radien von zwei Hill gleich, der sich im Fall von Jupiter auf ungefähr 0.6 AU beläuft. Viele Trojans von Jupiter haben große Augenhöhlenneigungen hinsichtlich des Augenhöhlenflugzeugs des Planeten — bis zu 40 °.

Trojans erhalten keine feste Trennung von Jupiter aufrecht. Sie langsam librate um ihre jeweiligen Gleichgewicht-Punkte, regelmäßig in Jupiter oder weiter davon näher rückend. Trojans folgen allgemein Pfaden genannt Kaulquappe-Bahnen um die Punkte von Lagrangian; die durchschnittliche Periode ihres libration ist ungefähr 150 Jahre. Der Umfang des libration (entlang der Bahn von Jovian) ändert sich von 0.6 ° bis 88 ° mit dem Durchschnitt, der ungefähr 33 ° ist. Simulationen zeigen, dass Trojans noch mehr komplizierten Schussbahnen folgen kann, wenn das Bewegen von einem Lagrangian zu einem anderen hinweist — werden diese Hufeisen-Bahnen genannt (zurzeit kein mit solch einer Bahn trojanischer Jupiter ist bekannt).

Dynamische Familien und Dualzahlen

Das Wahrnehmen dynamischer Familien innerhalb der trojanischen Bevölkerung ist schwieriger, als es im Asteroid-Riemen ist, weil Trojans innerhalb einer viel schmaleren Reihe von möglichen Positionen geschlossen werden. Das bedeutet, dass Trauben dazu neigen, zu überlappen und sich mit dem gesamten Schwarm zu verschmelzen. Jedoch vor 2003 wurden ungefähr ein Dutzend dynamische Familien innerhalb von Trojans identifiziert. Trojanische Familien sind in der Größe viel kleiner als Familien im Asteroid-Riemen; die größte identifizierte Familie, die Gruppe von Menelaus, besteht aus nur acht Mitgliedern.

2001 war 617 Patroclus das erste als ein binärer Asteroid zu identifizierende trojanische. Die Bahn der Dualzahl, ist an 650 km, im Vergleich zu 35,000 km für den Bereich von Hill der Vorwahl äußerst nah. Der größte trojanische Asteroid — 624 Hektor — sind wahrscheinlich ein mit einem moonlet binärer Kontakt.

Physikalische Eigenschaften

Jupiter Trojans ist dunkle Körper der unregelmäßigen Gestalt. Ihre geometrischen Rückstrahlvermögen ändern sich allgemein zwischen 3 und 10 %. Der durchschnittliche Wert ist 0.056 ± 0.003 für die Gegenstände, die größer sind als 57 km, und 0.121 ± 0.003 (R-band) für diejenigen, die kleiner sind als 25 km. Der Asteroid 4709 Ennomos hat den höchsten Rückstrahlvermögen (0.18) aller bekannten Trojans. Wenig ist über die Massen, chemische Zusammensetzung, Folge oder anderen physikalischen Eigenschaften von Trojans bekannt.

Folge

Die Rotationseigenschaften von Trojans sind nicht weithin bekannt. Die Analyse der leichten Rotationskurven von 72 trojanischen Asteroiden hat eine durchschnittliche Rotationsperiode von ungefähr 11.2 Stunden gegeben, wohingegen die durchschnittliche Periode der Kontrollprobe der Hauptriemen-Asteroiden 10.6 Stunden war. Der Vertrieb der Rotationsperioden von Trojans ist geschienen, durch eine Funktion von Maxwellian gut näher gekommen zu werden, wohingegen, wie man fand, der Vertrieb für Hauptriemen-Asteroiden non-Maxwellian, mit einem Defizit von Perioden in der Reihe 8-10 Stunden war. Der Maxwellian Vertrieb der Rotationsperioden von Trojans kann anzeigen, dass sie eine stärkere collisional Evolution im Vergleich zum Asteroid-Riemen erlebt haben.

Jedoch 2008 hat eine Mannschaft von der Universität von Calvin die leichten Kurven einer debiased Probe von zehn Trojans analysiert, und hat eine Mitteldrehungsperiode von 18.9 Stunden gefunden. Dieser Wert war bedeutsam höher als das für Hauptriemen-Asteroiden der ähnlichen Größe (11.5 Stunden). Der Unterschied konnte bedeuten, dass Trojans eine niedrigere durchschnittliche Dichte besitzen, die andeuten kann, dass sie sich im Riemen von Kuiper (sieh unten) geformt haben.

Zusammensetzung

Spektroskopisch, der Jupiter Trojans sind größtenteils D-Typ-Asteroiden, die in den Außengebieten des Asteroid-Riemens vorherrschen. Eine kleine Zahl wird als P oder C-Typ-Asteroiden klassifiziert. Ihre Spektren sind rot (das Meinen, dass sie leichter an längeren Wellenlängen nachdenken), oder neutral und nichts sagend. Keine festen Beweise von Wasser, organics oder anderen chemischen Zusammensetzungen sind erhalten worden. Jedoch, 4709 Ennomos hat einen Rückstrahlvermögen ein bisschen höher als der trojanische Durchschnitt, der die Anwesenheit des Wassereises anzeigen kann. Außerdem haben mehrere andere Trojans, wie 911 Agamemnon und 617 Patroclus, sehr schwache Absorptionen an 1.7 und 2.3 μm gezeigt, die die Anwesenheit von organics anzeigen könnten. Die Spektren von Trojans sind denjenigen der unregelmäßigen Monde Jupiters und, im bestimmten Ausmaß, den Komet-Kernen ähnlich, obwohl Trojans von den röteren Riemen-Gegenständen von Kuiper geisterhaft sehr verschieden sind. Ein Spektrum von Trojan kann zu einer Mischung des Wassereises, einem großen Betrag des am Kohlenstoff reichen Materials (Holzkohle), und vielleicht am Magnesium reichen Silikats verglichen werden. Die Zusammensetzung der trojanischen Bevölkerung scheint, mit wenig oder keiner Unterscheidung zwischen den zwei Schwärmen deutlich gleichförmig zu sein.

Eine Mannschaft von der Keck Sternwarte in den Hawaiiinseln hat 2006 bekannt gegeben, dass es die Dichte des binären trojanischen Asteroiden 617 Patroclus als seiend weniger gemessen hatte als dieses des Wassereises (0.8 g/cm), darauf hinweisend, dass das Paar, und vielleicht viele andere trojanische Gegenstände, näher Kometen oder Riemen-Gegenständen von Kuiper in der Zusammensetzung — Wassereis mit einer Schicht von Staub ähneln — als sie die Hauptriemen-Asteroiden tun. Dieses Argument entgegnend, ist die Dichte von Hektor, wie bestimmt, von seinem Rotationslightcurve (2.480 g/cm) bedeutsam höher als dass 617 Patroclus. Solch ein Unterschied in Dichten ist rätselhaft und zeigt an, dass Dichte kein guter Hinweis des Asteroid-Ursprungs sein kann.

Ursprung und Evolution

Zwei Haupttheorien sind erschienen, um die Bildung und Evolution von Trojans zu erklären. Das erste weist darauf hin, dass sich Trojans in demselben Teil des Sonnensystems als Jupiter geformt hat und in ihre Bahnen eingegangen ist, während sich der Planet formte. Die letzte Bühne von Bildung von Jupiter hat flüchtiges Wachstum seiner Masse durch die Zunahme von großen Beträgen von Wasserstoff und Helium von der protoplanetary Platte eingeschlossen; während dieses Wachstums, das seit nur ungefähr 10,000 Jahren, der Masse Jupiters gedauert hat, der durch einen Faktor zehn vergrößert ist. Der planetesimals, der ungefähr dieselben Bahnen wie Jupiter hatte, wurde durch den vergrößerten Ernst des Planeten gefangen. Der Festnahme-Mechanismus war sehr effizient — ungefähr 50 % von allen, planetesimals bleibend, wurden gefangen. Diese Hypothese hat zwei Hauptprobleme: Die Zahl von gefangenen Körpern übertrifft die beobachtete Bevölkerung von Trojans um vier Größenordnungen, und die gegenwärtigen trojanischen Asteroiden haben größere Augenhöhlenneigungen, als es durch das Festnahme-Modell vorausgesagt wird. Jedoch zeigen Simulationen dieses Drehbuches, dass solch eine Weise der Bildung auch die Entwicklung von ähnlichem Trojans um den Saturn hemmen würde, und das durch die Beobachtung unterstützt worden ist: Bis heute sind keine Trojans naher Saturn gefunden worden.

Die zweite Theorie, ein Teil des Netten Modells, schlägt vor, dass Trojans während der planetarischen Wanderung festgenommen wurden, die über Jahre nach der Bildung des Sonnensystems geschehen ist. Die Wanderung wurde durch den Durchgang Jupiters und Saturns durch 1:2 Mittelbewegungsklangfülle ausgelöst. Während dieser Periode Uranus, Neptun und einigermaßen hat sich Saturn äußer bewegt, während sich Jupiter ein bisschen nach innen bewegt hat. Abwandernde riesige Planeten haben den primordialen Riemen von Kuiper destabilisiert, Millionen von Gegenständen ins innere Sonnensystem werfend. Außerdem hätte ihr vereinigter Gravitationseinfluss jeden vorher existierenden Trojans schnell gestört. Laut dieser Theorie hat die gegenwärtige trojanische Bevölkerung schließlich von flüchtigen Riemen-Gegenständen von Kuiper als Jupiter und von der Klangfülle weggeschobener Saturn angewachsen.

Die langfristige Zukunft von Trojans ist für die Frage offen, weil die vielfache schwache Klangfülle mit Jupiter und Saturn sie veranlasst, sich chaotisch mit der Zeit zu benehmen. Außerdem, collisional in Stücke brechend entleert langsam die trojanische Bevölkerung, als Bruchstücke vertrieben werden. Vertriebener Trojans konnte vorläufige Satelliten von Familienkometen von Jupiter oder Jupiter werden. Simulationen zeigen, dass die Bahnen von bis zu 17 % von Trojans von Jupiter über das Alter des Sonnensystems nicht stabil sind. Levison u. a. glauben Sie, dass ungefähr 200 vertriebene Trojans, die größer sind als 1 km im Durchmesser, das Sonnensystem, mit einigen vielleicht auf erddurchquerenden Bahnen reisen könnten. Einige von entkommenen Trojans können Familienkometen von Jupiter werden, weil sie sich der Sonne nähern und ihr Oberflächeneis beginnt zu verdampfen.

Siehe auch

  • Liste von trojanischen Asteroiden (griechisches Lager)
  • Liste von trojanischen Asteroiden (trojanisches Lager)
  • Die Artikulation des trojanischen Asteroiden nennt
  • Die Liste von Gegenständen an Lagrangian spitzt an
  • Liste von Jupiter durchquerenden geringen Planeten
  • Komet-Schuhmacher-Erhebung 9

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