Troyano (cuerpo celestial)
En astronomía , un troyano es un cuerpo celeste pequeño (en su mayoría asteroides) que comparte la órbita de un cuerpo más grande, permaneciendo en una órbita estable aproximadamente 60° por delante o por detrás del cuerpo principal cerca de uno de sus puntos lagrangianos L 4 y L 5 . Los troyanos pueden compartir las órbitas de planetas o de grandes lunas .
Los troyanos son un tipo de objeto coorbital . En esta disposición, una estrella y un planeta orbitan alrededor de su baricentro común , que está cerca del centro de la estrella porque suele ser mucho más masivo que el planeta en órbita. A su vez, una masa mucho menor que la de la estrella y el planeta, ubicada en uno de los puntos de Lagrange del sistema estrella-planeta, está sujeta a una fuerza gravitacional combinada que actúa a través de este baricentro. Por lo tanto, el objeto más pequeño orbita alrededor del baricentro con el mismo período orbital que el planeta, y la disposición puede permanecer estable a lo largo del tiempo. [1]
En el Sistema Solar, la mayoría de los troyanos conocidos comparten la órbita de Júpiter . Se dividen en el campamento griego en L 4 (por delante de Júpiter) y el campamento troyano en L 5 (por detrás de Júpiter). Se cree que existen más de un millón de troyanos de Júpiter de más de un kilómetro, [2] de los cuales más de 7.000 están catalogados actualmente. En otras órbitas planetarias, hasta la fecha solo se han encontrado nueve troyanos de Marte , 31 troyanos de Neptuno , dos troyanos de Urano y dos troyanos de la Tierra . También se conoce un troyano temporal de Venus . Las simulaciones de estabilidad de dinámica orbital numérica indican que Saturno probablemente no tiene ningún troyano primordial. [3]
La misma disposición puede aparecer cuando el objeto primario es un planeta y el secundario es una de sus lunas, por lo que lunas troyanas mucho más pequeñas pueden compartir su órbita. Todas las lunas troyanas conocidas forman parte del sistema de Saturno . Telesto y Calipso son troyanos de Tetis , y Helena y Pólux de Dione .
Planetas menores troyanos
| Troyanos de Júpiter | Cinturón de asteroides | Asteroides de Hilda |
En 1772, el matemático y astrónomo italo-francés Joseph-Louis Lagrange obtuvo dos soluciones de patrón constante (colineal y equilátera) del problema general de los tres cuerpos . [4] En el problema restringido de los tres cuerpos, con una masa despreciable (que Lagrange no consideró), las cinco posiciones posibles de esa masa ahora se denominan puntos de Lagrange .
El término "troyano" se refería originalmente a los "asteroides troyanos" ( troyanos jovianos ) que orbitan cerca de los puntos de Lagrange de Júpiter. Estos llevan mucho tiempo recibiendo nombres de personajes de la Guerra de Troya de la mitología griega . Por convención, los asteroides que orbitan cerca del punto L 4 de Júpiter reciben el nombre de los personajes del lado griego de la guerra, mientras que los que orbitan cerca del punto L 5 de Júpiter son del lado troyano. Hay dos excepciones, nombradas antes de que se adoptara la convención: 624 Hektor en el grupo L4 y 617 Patroclus en el grupo L5. [5]
Los astrónomos estiman que los troyanos joviales son aproximadamente tan numerosos como los asteroides del cinturón de asteroides . [6]
Más tarde, se encontraron objetos orbitando cerca de los puntos de Lagrange de Neptuno , Marte , la Tierra , [7] Urano y Venus . Los planetas menores en los puntos de Lagrange de planetas distintos de Júpiter pueden llamarse planetas menores de Lagrange. [8]
- Se conocen cuatro troyanos marcianos : 5261 Eureka , (101429) 1998 VF 31 , (311999) 2007 NS 2 y (121514) 1999 UJ 7 – el único cuerpo troyano en la "nube" líder en L 4 , [9] [10] Parece haber, también, (385250) 2001 DH 47 , 2011 SC 191 y 2011 UN 63 , pero estos aún no han sido aceptados por el Minor Planet Center .
- Se conocen 28 troyanos neptunianos , [11] pero se espera que los grandes troyanos neptunianos superen en número a los grandes troyanos jovianos en un orden de magnitud . [12] [13]
- En 2011 se confirmó que 2010 TK 7 era el primer troyano terrestre conocido . Se encuentra en el punto de Lagrange L 4 , que se encuentra por delante de la Tierra. [14] (614689) En 2021 se descubrió que 2020 XL 5 era otro troyano terrestre. También se encuentra en L4. [15] [16]
- (687170) 2011 QF 99 fue identificado como el primer troyano de Urano en 2013. Se encuentra en elpunto de Lagrange L 4. Un segundo troyano, (636872) 2014 YX 49 , fue anunciado en 2017. [17]
- 2013 ND 15 es un troyano venusiano temporal, el primero en ser identificado.
- Los grandes asteroides Ceres y Vesta tienen troyanos temporales. [18]
- Saturno tiene un troyano conocido en el punto lagrangiano L 4 , 2019 UO 14. [19 ]
Troyanos por planeta
| Planeta | Número en L4 | Número en L5 | Lista (L4) | Lista (L5) |
|---|---|---|---|---|
| Mercurio | 0 | 0 | — | — |
| Venus | 1 | 0 | 2013 ND 15 | — |
| Tierra | 2 | 0 | (706765) 2010 TK7 , ( 614689) 2020 XL5 | — |
| Marte | 1 | 13 | (121514) 1999 UJ7 | muchos |
| Júpiter | 7508 | 4044 | muchos | muchos |
| Saturno | 1 | 0 | 2019 14 de octubre | — |
| Urano | 2 | 0 | (687170) 2011 QF 99 , (636872) 2014 YX 49 | — |
| Neptuno | 24 | 4 | muchos | muchos |
Estabilidad
La estabilidad de un sistema formado por una estrella, un planeta y un troyano depende de la magnitud de las perturbaciones a las que está sujeto. Si, por ejemplo, el planeta tiene la masa de la Tierra y además hay un objeto con la masa de Júpiter orbitando alrededor de esa estrella, la órbita del troyano sería mucho menos estable que si el segundo planeta tuviera la masa de Plutón.
Como regla general, es probable que el sistema tenga una larga vida útil si m 1 > 100 m 2 > 10 000 m 3 (donde m 1 , m 2 y m 3 son las masas de la estrella, el planeta y el troyano).
Más formalmente, en un sistema de tres cuerpos con órbitas circulares, la condición de estabilidad es 27( m 1 m 2 + m 2 m 3 + m 3 m 1 ) < ( m 1 + m 2 + m 3 ) 2 . Por lo tanto, el troyano, al ser una mota de polvo, m 3 →0, impone un límite inferior a m1/metros cuadrados de 25+√621/2 ≈ 24,9599. Y si la estrella fuera hipermasiva, m 1 →+∞, entonces bajo la gravedad newtoniana, el sistema es estable cualesquiera sean las masas del planeta y del troyano. Y si m1/metros cuadrados = metros cuadrados/metros 3 , entonces ambos deben ser mayores que 13+√168 ≈ 25,9615. Sin embargo, todo esto supone un sistema de tres cuerpos; una vez que se introducen otros cuerpos, incluso si son distantes y pequeños, la estabilidad del sistema requiere proporciones aún mayores.
Véase también
- Troyano de la tierra
- Troyano Júpiter
- Órbita de Lissajous
- Lista de objetos en los puntos de Lagrange
- Órbita del renacuajo
Referencias
- ^ Robutel, Philippe; Souchay, Jean (2010). "Una introducción a la dinámica de los asteroides troyanos". En Dvorak, Rudolf; Souchay, Jean (eds.). Dinámica de cuerpos pequeños del sistema solar y exoplanetas . Apuntes de clase en física. Vol. 790. Springer. pág. 197. ISBN 978-3-642-04457-1.
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