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Troyano (cuerpo celeste)

Los puntos troyanos están situados en los puntos de Lagrange L 4 y L 5 , en la trayectoria orbital del objeto secundario (azul), alrededor del objeto primario (amarillo). Todos los puntos de Lagrange están resaltados en rojo.

En astronomía , un troyano es un pequeño cuerpo celeste (principalmente 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 más pequeña que la estrella y el planeta, ubicada en uno de los puntos lagrangianos 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 en el tiempo. [1]

En el Sistema Solar, la mayoría de los troyanos conocidos comparten la órbita de Júpiter . Se dividen en el campo griego en L 4 (delante de Júpiter) y el campo troyano en L 5 (detrás de Júpiter). Se cree que existen más de un millón de troyanos de Júpiter de más de un kilómetro de longitud, [2] de los cuales más de 7.000 están catalogados actualmente. En otras órbitas planetarias sólo se han encontrado hasta la fecha nueve troyanos de Marte , 28 troyanos de Neptuno , dos troyanos de Urano y dos troyanos de la Tierra . También se conoce un troyano temporal Venus . Las simulaciones numéricas de estabilidad de la dinámica orbital indican que Saturno probablemente no tenga troyanos primordiales. [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 Polideuces, de Dione .

Planetas menores troyanos

Los troyanos de Júpiter se ven en este gráfico como un campamento griego en L 4 delante de Júpiter y como un campamento troyano en L 5 detrás de Júpiter a lo largo de su trayectoria orbital. También muestra el cinturón de asteroides entre Marte y Júpiter y los asteroides 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 tres cuerpos, con una masa insignificante (que Lagrange no consideró), las cinco posiciones posibles de esa masa ahora se denominan puntos de Lagrange .

El término "troyano" originalmente se refería a los "asteroides troyanos" ( troyanos jovianos ) que orbitan cerca de los puntos lagrangianos de Júpiter. Durante mucho tiempo han recibido el nombre de figuras 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 jovianos son tan numerosos como los asteroides del cinturón de asteroides . [6]

Posteriormente, se encontraron objetos orbitando cerca de los puntos lagrangianos de Neptuno , Marte , la Tierra , [7] Urano y Venus . Los planetas menores en los puntos lagrangianos de planetas distintos de Júpiter pueden denominarse planetas menores lagrangianos. [8]

Troyanos por planeta

Estabilidad

Que un sistema de estrella, planeta y troyano sea estable o no depende de cuán grandes sean las perturbaciones a las que está sujeto. Si, por ejemplo, el planeta tiene la masa de la Tierra y también hay un objeto con la masa de Júpiter orbitando 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 vida larga 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 . Entonces, el troyano, al ser una mota de polvo, m 3 →0, impone un límite inferior a ⁠metro 1/metros 2⁠ de ⁠25+√621/2⁠ ≈ 24.9599. Y si la estrella fuera hipermasiva, m 1 →+∞, entonces, bajo la gravedad newtoniana, el sistema es estable independientemente de las masas del planeta y del troyano. Y si ⁠metro 1/metros 2⁠ = ⁠metros 2/metros 3⁠ , entonces ambos deben exceder 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.

Ver también

Busque troyano , asteroide troyano , luna troyana o planeta troyano en Wikcionario, el diccionario gratuito.

Referencias

  1. ^ Robutel, Philippe; Souchay, Jean (2010), "Una introducción a la dinámica de los asteroides troyanos", en Dvorak, Rudolf; Souchay, Jean (eds.), Dinámica de exoplanetas y cuerpos pequeños del sistema solar, Lecture Notes in Physics, vol. 790, Springer, pág. 197, ISBN 978-3-642-04457-1
  2. ^ Yoshida, F.; Nakamura, T. (diciembre de 2005). "Distribución de tamaño de los débiles asteroides troyanos jovianos L4". La Revista Astronómica . 130 (6): 2900–2911. Código Bib : 2005AJ....130.2900Y. doi : 10.1086/497571 .
  3. ^ Sheppard, Scott S.; Trujillo, Chadwick A. (junio de 2006). "Una espesa nube de troyanos de Neptuno y sus colores". Ciencia . 313 (5786): 511–514. Código Bib : 2006 Ciencia... 313.. 511S. doi : 10.1126/ciencia.1127173. PMID  16778021. S2CID  35721399.
  4. ^ Lagrange, Joseph-Louis (1772). "Essai sur le Problème des Trois Corps" [Ensayo sobre el problema de los tres cuerpos] (PDF) (en francés). Archivado desde el original (PDF) el 22 de diciembre de 2017. {{cite journal}}: Citar diario requiere |journal=( ayuda )
  5. ^ Wright, Alison (1 de agosto de 2011). "Ciencia planetaria: el troyano está ahí fuera". Física de la Naturaleza . 7 (8): 592. Código bibliográfico : 2011NatPh...7..592W. doi : 10.1038/nphys2061 .
  6. ^ Yoshida, Fumi; Nakamura, Tsuko (2005). "Distribución de tamaño de los débiles asteroides troyanos L4". La Revista Astronómica . 130 (6): 2900–11. Código Bib : 2005AJ....130.2900Y. doi : 10.1086/497571 .
  7. ^ Connors, Martín; Wiegert, Paul; Veillet, Christian (27 de julio de 2011). "El asteroide troyano de la Tierra". Naturaleza . 475 (7357): 481–483. Código Bib :2011Natur.475..481C. doi : 10.1038/naturaleza10233. PMID  21796207. S2CID  205225571.
  8. ^ Whiteley, Robert J.; Tholen, David J. (noviembre de 1998). "Una búsqueda CCD de asteroides lagrangianos del sistema Tierra-Sol". Ícaro . 136 (1): 154-167. Código Bib : 1998Icar..136..154W. doi :10.1006/icar.1998.5995.
  9. ^ "Lista de troyanos marcianos". Centro Planeta Menor . Consultado el 3 de julio de 2015 .
  10. ^ de la Fuente Marcos, C.; de la Fuente Marcos, R. (15 de mayo de 2013). "Tres nuevos troyanos L5 Mars estables". Letras. Avisos mensuales de la Real Sociedad Astronómica . 432 (1): 31–35. arXiv : 1303.0124 . Código Bib : 2013MNRAS.432L..31D. doi : 10.1093/mnrasl/slt028 .
  11. ^ "Lista de troyanos Neptune". Centro Planeta Menor . 28 de octubre de 2018 . Consultado el 28 de diciembre de 2018 .
  12. ^ Chiang, Eugenio I.; Lithwick, Yoram (20 de julio de 2005). "Los troyanos de Neptuno como banco de pruebas para la formación de planetas". La revista astrofísica . 628 (1): 520–532. arXiv : astro-ph/0502276 . Código Bib : 2005ApJ...628..520C. doi :10.1086/430825. S2CID  18509704.
  13. ^ Powell, David (30 de enero de 2007). "Neptune puede tener miles de acompañantes". Espacio.com .
  14. ^ Choi, Charles Q. (27 de julio de 2011). "Primer asteroide compañero de la Tierra descubierto por fin". Espacio.com . Consultado el 27 de julio de 2011 .
  15. ^ Hombre-A Hui; et al. (noviembre de 2021). "El segundo troyano terrestre 2020 XL5". Cartas de diarios astrofísicos . 922 (2): L25. arXiv : 2111.05058 . Código Bib : 2021ApJ...922L..25H. doi : 10.3847/2041-8213/ac37bf . ISSN  2041-8205. S2CID  243860678.
  16. ^ Leah Crane (22 de noviembre de 2021). "Asteroides troyano: otro objeto encontrado que comparte la órbita de la Tierra". Científico nuevo .
  17. ^ de la Fuente Marcos, Carlos; de la Fuente Marcos, Raúl (21 de mayo de 2017). "Asteroide 2014 YX49: un gran troyano transitorio de Urano". Avisos mensuales de la Real Sociedad Astronómica . 467 (2): 1561-1568. arXiv : 1701.05541 . Código bibliográfico : 2017MNRAS.467.1561D. doi : 10.1093/mnras/stx197 .
  18. ^ Christou, Apostolos A.; Wiegert, Paul (enero de 2012). "Una población de asteroides del cinturón principal que coorbitan con Ceres y Vesta". Ícaro . 217 (1): 27–42. arXiv : 1110.4810 . Código Bib : 2012Icar..217...27C. doi :10.1016/j.icarus.2011.10.016. S2CID  59474402.