Planetoidy, albo asteroidy trojańskie to dwie specyficzne grupy planetoid krążących wokół Słońca po orbitach bardzo podobnych do orbity Jowisza. Gromadzą się w pobliżu punktów libracyjnych L4 i L5 na orbicie Jowisza wokół Słońca. Grupa zwana „obozem trojańskim”, poprzedza Jowisza w ruchu orbitalnym, a grupa „obozu greckiego” podąża po orbicie za planetą.

Określenie to można stosować też do innych obiektów, na przykład znane są planetoidy trojańskie na orbitach innych planet, a także księżyce trojańskie Saturna. Można nawet używać tego terminu w lotach sond kosmicznych – są propozycje umieszczania teleskopów kosmicznych w punktach libracyjnych L4 i L5, a amerykańska sonda kosmiczna Lucy bada planetoidy trojańskie Jowisza.

Wiadomo, że duże planetoidy trojańskie Jowisza występują w dwóch rodzajach, jeśli chodzi o ich zdolności odbijania światła: czerwony typ D oraz mniej czerwony typ P/C. Uważa się, że barwa planetoidy odzwierciedla jej skład i zależy od odległości od Słońca, w której się uformowała, ponieważ gradienty temperatur we wczesnym Układzie Słonecznym wpływały na rodzaj materiałów, które mogły ulegać kondensacji.

Oznacza to, że planetoidy trojańskie Jowisza obejmują dwie populacje, które powstały w rożnych rejonach, ale obecnie współdzielą podobny region orbitalny. Nie wiadomo dokładnie, dlaczego tak się dzieje, ale przypuszczenia wskazują, że wielkoskalowa migracja dużych planet w początkach Układu Słonecznego przetransportowała małe ciała w obszar orbitalny Jowisza. W celu lepszego zrozumienia sprawy, zespół naukowców z kilku japońskich u uczelni skupił się na małych planetoidach trojańskich Jowisza.

W trakcie swojego życia planetoidy doświadczały wielu kolizji, zatem wiele małych ciał tego typu to odłamki powstałe w wyniku zderzenia większych obiektów. Powierzchnie dużych planetoid zmieniły się w efekcie bardzo długiej ekspozycji na otoczenie kosmiczne. Dla małych planetoid ten czas ekspozycji był zapewne krótszy. W tym kontekście badanie kolorów małych planetoid dostarcza cennych wskazówek o pierwotnym składzie ich ciał macierzystych.

Do pomiarów barw planetoid służą spektroskopia albo fotometria wielobarwna. Małe planetoidy trojańskie Jowisza są zbyt słabe dla obserwacji spektroskopowych, trzeba więc użyć techniki fotometrii wielobarwnej. Takie obserwacje przeprowadzono przy pomocy kamery Suprime-Cam na 8,3-metrowym Teleskopie Subaru.

Obserwowano obszar około 60 stopni przed Jowiszem i wykryto 120 planetoid trojańskich. Analizy dla obiektów o rozmiarach kilometrowych wskazały dwa wnioski. Po pierwsze, nie występuje wyraźna bimodalność barwna dla tych niewielkich ciał, w przeciwieństwie do dużych planetoid trojańskich. Małe planetoidy mają ciągły rozkład barw, a dominują obiekty mniej czerwone.

Drugim wnioskiem jest brak zależności koloru od rozmiaru ciała. Wcześniejsze badania sugerowały istnienie zależności, ale obecnie badanie tego nie potwierdza. Przeczy to klasycznej hipotezie, że czerwone planetoidy rozpadały się na mniej czerwone. Być może misja kosmiczna Lucy dostarczy w przyszłości dodatkowych informacji, które w połączeniu z opisanymi obserwacjami pozwolą na lepsze modelowanie teoretyczne ewolucji tych obiektów.

Wyniki badań opisano w „The Astronomical Journal”. Autorami artykułu są Fumi Yoshida (Uniwersytet Medycyny Pracy i Środowiskowej w Yahata oraz Instytut Technologii w Chiba), Tsuyoshi Terai (Narodowe Obserwatorium Astronomiczne Japonii) oraz Keiji Ohtsuki (Uniwersytet w Kobe). (PAP)

cza/ agt/