Trojan (corpo celestial) - Trojan (celestial body)

Os pontos de trojan estão localizados nos pontos L 4 e L 5 de Lagrange , no caminho orbital do objeto secundário (azul), ao redor do objeto primário (amarelo). Todos os pontos de Lagrange são destacados em vermelho.

Em astronomia , um trojan é um pequeno corpo celeste (principalmente asteróides) que compartilha a órbita de um maior, permanecendo em uma órbita estável aproximadamente 60 ° à frente ou atrás do corpo principal próximo a um de seus pontos Lagrangianos L 4 e L 5 . Os cavalos de Tróia podem compartilhar as órbitas de planetas ou de grandes luas .

Trojans são um tipo de objeto co-orbital . Nesse arranjo, uma estrela e um planeta orbitam em torno de seu baricentro comum , que fica próximo ao centro da estrela porque geralmente é muito mais massivo do que o planeta em órbita. Por sua vez, uma massa muito menor do que a estrela e o planeta, localizada em um dos pontos Lagrangianos do sistema estrela-planeta, está sujeita a uma força gravitacional combinada que atua através desse baricentro. Portanto, o menor objeto orbita ao redor do baricentro com o mesmo período orbital do planeta, e o arranjo pode permanecer estável ao longo do tempo.

No Sistema Solar, a maioria dos trojans conhecidos compartilham a órbita de Júpiter . Eles são divididos em acampamento grego em L 4 (à frente de Júpiter) e acampamento de Tróia em L 5 (seguindo Júpiter). Acredita-se que existam mais de um milhão de trojans de Júpiter com mais de um quilômetro, dos quais mais de 7.000 estão catalogados atualmente. Em outras órbitas planetárias, apenas nove cavalos de troia de Marte , 28 de Netuno , dois de Urano e um único cavalo de troia da Terra foram encontrados até o momento. Um trojan temporário de Vênus também é conhecido. Simulações numéricas de estabilidade de dinâmica orbital indicam que Saturno e Urano provavelmente não têm nenhum trojans primordial.

O mesmo arranjo pode aparecer quando o objeto principal é um planeta e o secundário é uma de suas luas, por meio da qual luas de troia muito menores podem compartilhar sua órbita. Todas as luas de trojan conhecidas fazem parte do sistema de Saturno . Telesto e Calypso são trojans de Tethys , e Helene e Polydeuces de Dione .

Planetas menores de Trojan

Os trojans de Júpiter na frente e atrás de Júpiter ao longo de seu caminho orbital, o cinturão de asteróides entre Marte e Júpiter e os asteróides Hilda .
  Trojans de júpiter   Cinturão de asteróides   Asteróides Hilda

Em 1772, o matemático e astrônomo italiano-francês Joseph-Louis Lagrange obteve duas soluções de padrão constante (colinear e equilátero) do problema geral de três corpos . No problema restrito de três corpos, com uma massa desprezível (que Lagrange não considerou), as cinco posições possíveis dessa massa são agora chamadas de pontos Lagrangeanos .

O termo "trojan" originalmente se referia aos "trojan asteroids" ( trojans de Júpiter) que orbitam perto dos pontos Lagrangianos de Júpiter. Estes foram nomeados por muito tempo para figuras da Guerra de Tróia da mitologia grega . Por convenção, os asteróides orbitando perto do ponto L 4 de Júpiter são nomeados para os personagens do lado grego da guerra, enquanto aqueles orbitando perto do L 5 de Júpiter são do lado de Tróia. Há duas exceções, que foram citadas antes da convenção ser implementada, a grega 624 Hektor e a Trojan 617 Patroclus .

Os astrônomos estimam que os trojans jupiterianos são tão numerosos quanto os asteróides do cinturão de asteróides .

Mais tarde, objetos foram encontrados orbitando perto dos pontos de Lagrange de Netuno , Marte , Terra , Urano e Vênus . Os planetas menores nos pontos Lagrangianos de outros planetas que não Júpiter podem ser chamados de planetas menores Lagrangeanos.

Estabilidade

Se um sistema de estrela, planeta e trojan é estável ou não, depende de quão grandes são as perturbações às quais ele está sujeito. Se, por exemplo, o planeta tiver a massa da Terra e houver também um objeto com a massa de Júpiter orbitando essa estrela, a órbita do trojan seria muito menos estável do que se o segundo planeta tivesse a massa de Plutão.

Como regra geral, o sistema provavelmente terá vida longa se m 1 > 100 m 2 > 10.000 m 3 (em que m 1 , m 2 e m 3 são as massas da estrela, planeta e trojan) .

Mais formalmente, em um sistema de três corpos com órbitas circulares, a condição de estabilidade é 27 ( m 1 m 2 + m 2 m 3 + m 3 m 1 ) <( m 1 + m 2 + m 3 ) 2 . Portanto, o trojan sendo uma partícula de poeira, m 3 → 0, impõe um limite inferior emm 1/m 2 do 25 + √621/2≈ 24,9599. E se a estrela fosse hipermassiva, m 1 → + ∞, então sob a gravidade newtoniana, o sistema é estável independentemente da massa do planeta e do trojan. E sem 1/m 2 = m 2/m 3, então ambos devem exceder 13 + √168 ≈ 25,9615. No entanto, tudo isso pressupõe um sistema de três corpos; uma vez que outros corpos são introduzidos, mesmo que distantes e pequenos, a estabilidade do sistema requer proporções ainda maiores.

Veja também

Referências