Sistem Suria dipenuhi dengan apa yang dikenali sebagai Asteroid Trojan - objek yang berkongsi orbit planet atau bulan yang lebih besar. Manakala Trojan yang paling terkenal mengorbit dengan Musytari (lebih 6000), terdapat juga Trojan yang terkenal mengorbit dalam sistem bulan Zuhal, mengelilingi Bumi, Marikh, Uranus , dan juga Neptun.
Sehingga baru-baru ini, Neptune dianggap mempunyai 12 Trojan. Tetapi terima kasih kepada kajian baru oleh pasukan ahli astronomi antarabangsa - diketuai oleh Hsing-Wen Lin dari Universiti Pusat Nasional di Taiwan - lima Trojan Neptune (NT) baharu telah dikenal pasti. Di samping itu, penemuan baru menimbulkan beberapa persoalan menarik tentang dari mana Trojan Neptune mungkin berasal.
Demi kajian mereka – bertajuk “ Penemuan Pan-STARRS 1 Lima Trojan Neptune Baharu “- pasukan bergantung pada data yang diperolehi oleh Teleskop Tinjauan Panoramik dan Sistem Tindak Balas Pantas (Pan-STARRS). Kemudahan pengimejan medan luas ini - yang diasaskan oleh Institut Astronomi Universiti Hawaii - telah menghabiskan sedekad terakhir mencari Sistem Suria untuk asteroid, komet dan Centaur.
Teleskop PS1 pada waktu subuh, dengan gunung Mauna Kea kelihatan di kejauhan. Kredit: pan-starrs.ifa.hawaii.edu
Pasukan menggunakan data yang diperolehi oleh PS-1 tinjauan, yang dijalankan dari 2010 hingga 2014 dan menggunakan teleskop Pan-STARR pertama di Gunung Haleakala, Hawaii. Daripada ini, mereka memerhati tujuh asteroid Trojan di sekitar Neptune, lima daripadanya belum ditemui sebelum ini. Empat daripada TN telah diperhatikan mengorbit dalam titik L4 Neptune, dan satu dalam titik L5nya.
Objek yang baru dikesan mempunyai saiz antara 100 hingga 200 kilometer diameter, dan dalam kes Trojan L4, pasukan membuat kesimpulan daripada kestabilan orbit mereka bahawa ia berkemungkinan berasal dari asal. Sementara itu, Trojan L5 tunggal lebih tidak stabil daripada empat yang lain, yang menyebabkan mereka membuat hipotesis bahawa ia adalah tambahan baru-baru ini.
Seperti yang dijelaskan oleh Profesor Lin kepada Universe Today melalui e-mel:
“2 daripada 4 Trojan L5 Neptune yang kini dikenali, termasuk yang L5 yang kami temui dalam kerja ini, secara dinamik tidak stabil dan harus ditangkap sementara ke dalam awan Trojan. Sebaliknya, Trojan L4 Neptune yang diketahui semuanya stabil. Adakah itu bermakna L5 mempunyai puak yang lebih tinggi daripada Trojan yang ditangkap sementara? Boleh jadi, tetapi kami memerlukan lebih banyak bukti.”
Di samping itu, hasil tinjauan simulasi mereka menunjukkan bahawa NT yang baru ditemui mempunyai kecenderungan orbit yang tidak dijangka. Dalam tinjauan sebelumnya, NT biasanya mempunyai kecenderungan yang tinggi melebihi 20 darjah. Walau bagaimanapun, dalam tinjauan PS1, hanya satu daripada NT yang baru ditemui melakukannya, manakala yang lain mempunyai kecenderungan purata kira-kira 10 darjah.
Animasi yang menunjukkan laluan enam trojan L4 Neptune dalam bingkai berputar dengan tempoh yang sama dengan tempoh orbit Neptune.. Kredit: Tony Dunn/Wikipedia Commons
Daripada ini, kata Lin, mereka memperoleh dua penjelasan yang mungkin:
“L4 “Trojan Cloud” adalah luas dalam ruang kecenderungan orbit. Jika ia tidak selebar yang kita fikirkan sebelum ini, kedua-dua hasil pemerhatian secara statistik mungkin dijana daripada taburan kecenderungan intrinsik yang sama. Kajian terdahulu mencadangkan> 11 darjah lebar kecenderungan, dan kemungkinan besar ialah ~ 20 darjah. Kajian kami mencadangkan bahawa ia mestilah 7 hingga 27 darjah, dan kemungkinan besar ialah ~ 10 darjah.
'[Atau], tinjauan sebelumnya menggunakan teleskop apertur yang lebih besar dan mengesan NT yang lebih lemah daripada yang kami temui di PS1. Jika NT yang lebih lemah (lebih kecil) mempunyai taburan kecenderungan yang lebih luas daripada yang lebih besar, yang bermaksud NT yang lebih kecil secara dinamik 'lebih panas' daripada NT yang lebih besar, perselisihan itu boleh dijelaskan.'
Menurut Lin, perbezaan ini ketara kerana taburan kecenderungan NT berkaitan dengan mekanisme pembentukan dan persekitarannya. Mereka yang mempunyai kecenderungan orbit yang rendah mungkin terbentuk di Titik Lagrange Neptune dan akhirnya berkembang cukup besar untuk menjadi asteroid Trojan.
Ilustrasi Titik Lagrange Matahari-Bumi. Kredit: NASA
Sebaliknya, kecenderungan yang luas akan menjadi petunjuk bahawa Trojan telah ditangkap ke dalam Lagrange Points, kemungkinan besar semasa penghijrahan planet Neptunus ketika ia masih muda. Dan bagi mereka yang mempunyai kecenderungan yang luas, tahap kecenderungan mereka boleh menunjukkan bagaimana dan di mana mereka akan ditangkap.
'Jika lebarnya ~ 10 darjah,' katanya, 'Trojan boleh ditangkap dari cakera planetesimal nipis (sejuk dinamik). Sebaliknya, jika awan Trojan sangat lebar (~ 20 darjah), ia perlu ditangkap dari cakera tebal (panas secara dinamik). Oleh itu, taburan kecenderungan memberi kita gambaran tentang bagaimana sistem Suria kelihatan awal.'
Sementara itu, Li dan pasukan penyelidiknya berharap dapat menggunakan kemudahan Pan-STARR untuk memerhati lebih banyak NT dan ratusan Centaur lain, Objek Trans-Neptunus (TNO) dan objek lain Sistem Suria yang jauh. Lama-kelamaan, mereka berharap analisis lanjut tentang Trojan lain akan menjelaskan sama ada benar-benar terdapat dua keluarga Trojan Neptune.
Ini semua menjadi mungkin berkat tinjauan PS1. Tidak seperti kebanyakan tinjauan mendalam, yang hanya ale untuk memerhatikan kawasan kecil di langit, PS1 dapat memantau keseluruhan langit yang boleh dilihat di Hemisfera Utara, dan dengan kedalaman yang agak mendalam. Oleh sebab itu, ia dijangka membantu ahli astronomi mengesan objek yang boleh mengajar kita banyak tentang sejarah Sistem Suria awal.
Bacaan lanjut: arXiv