天文學家使用位於智利 Cerro Pachón 的 4.1 米 SOAR(南方天體物理研究)望遠鏡證實,2020 年透過 Pan-STARRS1 調查發現的一顆名為 2020 XL5 的小行星是地球特洛伊木馬(地球同伴沿著相同的路徑像地球一樣繞太陽執行)並揭示它比已知的唯一其他地球特洛伊木馬要大得多。在此圖中,小行星顯示在左下方的前景中。最左側上方的兩個亮點是地球(右)和月球(左)。太陽出現在右邊。
地球有了一個新夥伴。小行星 2020 XL5 是新發現的一公里寬的碳質太空岩石,已在地球的 L4 拉格朗日點(地球和太陽的引力平衡的地方)發現,創造了一個可以困住物體的穩定點。發表在《自然通訊》上的一篇新論文證實,2020 XL5 將在 L4 至少再停留 4000 年,在我們家鄉星球的引力拖拽下默默地穿過太陽系。
這只是有史以來發現的第二個地球特洛伊木馬——第一個是在 2010 年發現的——但其他行星有很多。木星在太陽系中已久負盛名,擁有數千個特洛伊木馬,數量之多,以至於木星 L4 和 L5 點的小行星群與主小行星帶本身的物體數量相媲美。一項名為 Lucy 的木星特洛伊木馬研究任務於 10 月啟動,將於 2027 年抵達木星的 L4 點。瞭解這些捕獲的小行星是由什麼構成的,將有助於研究人員更清楚地瞭解早期太陽系。
地球的拉格朗日點,物體(稱為特洛伊木馬)能夠保持在穩定或半穩定的軌道上。新發現的 Earth Trojan 2020 XL5 在地球的 L4 點被發現。
雖然它的寶藏令人印象深刻,但木星並沒有壟斷特洛伊小行星。海王星有 29 個已知的特洛伊木馬,即使是地球大小五分之三的火星,其拉格朗日點也有十幾個。
那麼地球為什麼這麼少呢?嗯,首先,可能還有更多,只是我們還沒有找到。眾所周知,地球特洛伊木馬很難被發現,因為從我們的角度來看,我們必須幾乎直視太陽才能找到它們,這使得它們在強光下幾乎無法辨認。像 2020 XL5 這樣的 c 型小行星往往具有低反照率,反射很少的光,這無濟於事。這種組合使發現地球特洛伊木馬成為一項艱鉅的挑戰。
那麼 2020 XL5 是如何被發現的呢?訣竅是仔細安排觀察時間。在日出之前和日落之後的一小段時間裡,太陽被地平線擋住了,但天空中仍然可以看到拉格朗日點。這不是一個理想的觀察情況,機會之窗不會持續很長時間,但足以快速瀏覽一下。
使用這種方法,天文學家在 2020 年 12 月使用位於夏威夷的Pan-STARRS1調查發現了該物體。當時,很明顯 202 XL5 可能是地球特洛伊木馬,但直到最近的這項研究確認。資料顯示,這是一個“臨時特洛伊木馬”,這意味著它不是從地球的 L4 點開始,而是被捕獲,也不會永遠停留在那裡,最終被撞出再次自由漫遊。不過,這在一段時間內不太可能發生,而且至少在接下來的四千年裡,它仍將留在 L4 附近。
尋找地球特洛伊木馬的嘗試不僅僅依賴於地球望遠鏡。太空探測器已經訪問了地球的 L4 和 L5 點,以在原地尋找以前看不見的物體。例如,美國宇航局的OSIRIS-REx飛船在 L4 區域進行了調查,而隼鳥 2 號飛船在前往小行星 Ryugu 的途中訪問了 L5。這兩個任務都沒有發現新的地球特洛伊木馬,但它們幫助限制了可能存在的小行星的數量和大小。
尋找更多地球特洛伊木馬的工作仍在繼續。正如該論文的主要作者 Toni Santana-Ros 解釋的那樣,“小行星是我們太陽系早期的時間膠囊,可以教會我們很多關於行星形成時代的知識。地球特洛伊木馬特別有趣,因為它們可能是地球形成過程中的剩餘物質。即使它們來自遙遠的地方,它們在地球拉格朗日點的相對穩定的軌道仍然可以使它們成為航天器任務的理想目的地。”
當被問及該團隊的下一步計劃時,Santana-Ros 回答說:“這一發現強烈鼓勵我們繼續尋找新的地球特洛伊木馬。找到由地球形成過程中剩餘的物質製成的地球特洛伊木馬,對於解開早期太陽系的許多秘密非常有幫助。”
