Neptunovi trojáni

Neptunovi trojáni jsou tělesa obíhající kolem Slunce v libračních centrech planety Neptun. Je známo 17 Neptunových trojánů, z nichž třináct se nachází v libračním centru L₄ (asi 5 miliard kilometrů od Neptunu v úhlu 60° ve směru jeho oběhu) a čtyři v libračním centru L₅ (následujícím ve stejné vzdálenosti 60° za Neptunem). Svůj název dostali analogicky podle již dříve objevené skupiny trojánů nacházejících se v libračních centrech Jupiteru, kteří byli pojmenováni po mytických hrdinech trójské války.

Neptunovi trojáni libračního centra L₄ a plutina

První z Neptunových trojánů byl objeven roku 2001 v rámci prohlídky Deep Ecliptic Survey pořádané americkou vesmírnou agenturou NASA, ovšem jeho příslušnost ke skupině byla prokázána až roku 2003.

Velký význam pro astronomy měl objev tělesa 2005 TN₅₃, jehož oběžná dráha má vůči rovině ekliptiky velký sklon (>25°), z čehož by mohlo vyplývat, že oblak těchto těles je poměrně silný. To naznačuje, že tělesa zde byla spíše zachycena, než že se zformovala na místě či jsou pozůstatkem nějaké srážky. Astronomové se domnívají, že počet velkých těles ze skupiny Neptunových trojánů (tj. těch, jejichž průměr dosahuje alespoň 100 kilometrů) by mohl řádově převýšit počet velkých těles mezi Jupiterovými trojány.

Objev prvního tělesa v libračním centru L₅ byl oznámen roku 2010.

Objev a výzkum

První Neptunův troján, 2001 QR₃₂₂, byl objeven roku 2001, a spolu s ním také oblast Neptunova libračního centra L₄ (což je jedno z míst, kde se vyrovnává gravitace planety s gravitací Slunce). Byla to v té době pátá známá stabilní oblast planetek ve sluneční soustavě. Objev tělesa 2005 TN₅₃ o čtyři roky později naznačil, že Neptunovi trojáni v L₄ tvoří velmi silný oblak.

Objev prvního trójana v libračním centru L₅, označeného 2008 LC₁₈, byl oznámen 12. srpna 2010. Tato planetka byla objevena v rámci průzkumu zaměřeného na oblasti, kde je světlo hvězd přicházející z míst poblíž centra Galaxie zastiňováno oblaky prachu. Předpokládá se, že trojáni v libračním centru L₅ jsou stejně početní, jako v centru L₄.

Žádné z dosud nalezených těles nebylo prozkoumáno zblízka, i když astronomové zvažovali, že by se o to mohla pokusit sonda New Horizons, když během své cesty k Plutu prolétala oblastí Neptunova libračního centra L₅. V úvahu připadalo zejména těleso 2011 HM₁₀₂, Neptunův troján s největším známým sklonem oběžné dráhy, který je zároveň dostatečně jasný. Vhodné podmínky pro pozorování byly na konci roku 2013, a to ze vzdálenosti 1,2 astronomické jednotky, ovšem tým mise se nakonec rozhodl, že dá přednost přípravám na blížící se průlet kolem Pluta.

Dynamika a původ

Tato animace v rotující vztažné soustavě ukazuje oběžnou dráhu 6 Neptunových trojánů z libračního centra L₄, jejichž oběžná doba je shodná s oběžnou dobou Neptunu (zde zobrazen jako nepohyblivý bod vpravo dole). Modře je zobrazena oběžná dráha Uranu, žlutě Saturnu a červeně Jupiteru. (Pro spuštění animace klikněte)

Oběžné dráhy Neptunových trojánů jsou velmi stabilní, a to v obou libračních centrech. Odhaduje se, že během vývoje sluneční soustavy zde zůstalo až 50 % původní trojánské populace z dob krátce po planetární migraci. Je možné, že Neptunovi trojáni librují s 10 000letou periodou až do vzdálenosti 30° od svých libračních center.

Klíčem k porozumění původu a vzniku celé jejich populace jsou poněkud nečekaně objevení trójani na drahách s velkým sklonem. Existence takových trojánů nasvědčuje spíše teoriím, že zde byli buď náhle zachyceni anebo se do oblasti dostali pomalou plynulou migrací, a nikoli že se zformovali již přímo v libračních centrech nebo zde vznikli jako důsledek nějaké srážky větších těles. Tato populace musela být dynamicky excitovaná již před svým zachycením, jinak by tělesa nemohla mít takový vysoký sklon. Soudě nejen podle zmíněného sklonu, ale také podle odhadovaného podobného počtu těles v L₄ a L₅, došlo k zachycení v době migrace Neptunu napříč populací dynamicky excitovaných planetesimál. Původní populace trojánů pravděpodobně obsahovala mnoho těles na nestabilních drahách, a i současní trojáni jsou zdrojem populace kentaurů. Ačkoliv ne každý troján na stabilní dráze musí nutně pocházet z počátku vývoje celého systému, simulace pohybu malých těles oblastí plynných obrů ve sluneční soustavě ukázaly, že v dnešní době už Neptun nemůže nové trojány účinně zachycovat, a to ani na krátkou dobu.

Barvy

První čtyři objevení Neptunovi trojáni mají načervenalou barvu, nepatrně červenější než šedé objekty Kuiperova pásu, ovšem ne tak výrazně červené jako chladná klasická tělesa Kuiperova pásu, jejichž perihélium se nachází ve velké vzdálenosti. Nejvíce se jejich barva přibližuje některým kentaurům, dále Jupiterovým trojánům, nepravidelným měsícům plynných obrů a snad i kometám, což odpovídá jejich podobnému původu.

Neptunovi trojáni jsou velmi slabě viditelní, takže se současnou technikou není možné pořídit spektroskopický rozbor jejich odraženého světla. Z toho důvodu není možné usoudit na jejich povrchové složení, neboť pozorované barvy mohou odpovídat mnoha různým povrchům.

Členové skupiny

Dosud známe z Neptunových trojánů jen velmi malý počet těles, přičemž je zarážející, kolik z nich bylo nalezeno na drahách s vysokým sklonem, zvláště když vezmeme v úvahu, že tato tělesa se obtížně pozorují. To naznačuje, že trojáni na vysoce nakloněných drahách mohou svým počtem významně převyšovat tělesa na drahách s nízkým sklonem. Jejich poměr se odhaduje kolem 4:1.

Odhady celkového počtu velkých těles v oblasti závisí na jejich albedu (je-li vysoké, tj. odráží-li jejich povrch hodně světla, pak jsou pozorovaná tělesa menší) a pohybují se mezi 5 až 20násobkem počtu Jupiterových trojánů. Při albedu 5 % lze například v L₄ očekávat 400  250
−200  Neptunových trojánů s průměrem převyšujícím 40 km. Přibližně stejně se odhaduje i počet velkých těles nacházejících se v libračním centru L₅. Naopak menších těles se zdá být mezi Neptunovými trojány (podobně jako mezi Jupiterovými) relativně málo, což může být způsobeno tím, že se snáze tříští.

Tělesa 2001 QR₃₂₂ a 2008 LC₁₈ vykazují významnou dynamickou nestabilitu. To může znamenat, že byla zachyceni později, až po planetární migraci, ale také nelze vyloučit, že se prostě jedná o dlouhodobé i když ne úplně dokonale dynamicky stabilní příslušníky skupiny.

Do začátku roku 2015 objeveno 12 Neptunových trojánů, z nichž devět obíhalo v libračním centru L₄ a tři v libračním centru L₅. Těchto 12 členů je uvedeno v následující tabulce sestavené na základě seznamu Neptunových trojánů vedeného organizací Minor Planet Center, spadající pod Mezinárodní astronomickou unii. Rozměry těles pak pocházejí (není-li uvedeno jinak) z výzkumu Scotta Shepparda a Chadwicka Trujilla zveřejněného roku 2010.

Označení	Librační centrum	Perihélium (AU)	Afélium (AU)	Sklon (°)	Absolutní magnituda	Průměr (km)	Poznámka
2001 QR322	L4	29,404	31,011	1,3	8,2	~140	První objevený Neptunův troján
(385571) 2004 UP10	L4	29,318	30,942	1,4	8,8	~100
2005 TN53	L4	28,092	32,162	25,0	9,0	~80	První objevený Neptunův troján s vysokým sklonem
(385695) 2005 TO74	L4	28,469	31,771	5,3	8,5	~100
2006 RJ103	L4	29,077	31,014	8,2	7,5	~180
2007 VL305	L4	28,130	32,028	28,1	8,0	~160
2008 LC18	L5	27,365	32,479	27,6	8,4	~100	První objevený Neptunův troján v L5
2004 KV18	L5	24,553	35,851	13,6	8,9	56
2011 HM102	L5	27,662	32,455	29,4	8,1	90–180
2012 UV177	L4	27,806	32,259	20,8	9,2	~80
2014 QO441	L4	26,961	33,215	18,8	8,2	~130
2014 QP441	L4	28,022	32,110	19,4	9,1	~90

Tělesa 2005 TN₇₄ a (309239) 2007 RW₁₀ byla rovněž pokládána za Neptunovy trojány, ovšem další pozorování tuto domněnku nepotvrdila. Těleso 2005 TN₇₄ je pravděpodobně s Neptunem v dráhové rezonanci 3:5 a (309239) 2007 RW₁₀ zřejmě kolem něj obíhá po kvazisatelitní smyčce.

Související články

• Troján
• Librační centrum
• Model z Nice

Reference

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Neptune trojans na anglické Wikipedii.

Externí odkazy

• Obrázky, zvuky či videa k tématu Neptunovi trojáni na Wikimedia Commons
• JPL Small-Body Database Browser: (2001 QR322) – Simulace oběžné dráhy tělesa 2001 QR₃₂₂

Portály: Astronomie | Planetární vědy