Orbit planet Mars adalah tuan rumah bagi sisa-sisa tabrakan kuno yang menciptakan banyak asteroid Trojan-nya, sebuah studi baru menyimpulkan.
Ini melukiskan gambaran baru tentang bagaimana benda-benda ini menjadi dan bahkan mungkin memegang pelajaran penting untuk membelokkan asteroid pada jalur tabrakan dengan planet kita sendiri. Temuan ini akan dipresentasikan pada Pertemuan tahunan Divisi Ilmu Planet dari American Astronomical Society di Denver minggu ini, oleh Dr. Apostolos Christou, seorang Astronom Penelitian di Observatorium Armagh di Irlandia Utara, Inggris.
Asteroid Trojan, atau "Trojans," bergerak dalam orbit dengan jarak rata-rata yang sama dari matahari sebagai planet. Ini mungkin tampak sebagai keadaan genting yang harus dihadapi, karena akhirnya asteroid mengenai planet atau terlempar, oleh gravitasi planet, pada orbit yang sama sekali berbeda.
Kiri: Jalur yang dilacak oleh ketujuh Trojan Mars di sekitar L4 atau L5 (bersilangan) dalam bingkai yang berputar dengan kecepatan sudut rata-rata Mars (cakram merah) mengelilingi matahari (cakram kuning). Sebuah revolusi penuh di sekitar titik Lagrange yang sesuai membutuhkan waktu sekitar 1.400 tahun untuk menyelesaikannya. Lingkaran bertitik menunjukkan jarak rata-rata Mars dari matahari. Kanan: Detail panel kiri (ditandai oleh persegi putus-putus) menunjukkan gerakan, lebih dari 1.400 tahun, dari enam Trojans L5: 1998 VF31 (biru), Eureka (merah), dan objek yang diidentifikasi dalam karya baru (amber). Perhatikan kemiripan yang terakhir dengan jalur Eureka. Disk menunjukkan perkiraan ukuran relatif asteroid. Penghargaan gambar: Apostolos Christou
Tetapi gravitasi matahari dan planetary bergabung sedemikian rupa untuk menciptakan "tempat perlindungan yang aman" 60 derajat di depan dan di belakang fase orbital planet. Signifikansi khusus ini, serta tiga lokasi serupa lainnya dalam apa yang disebut masalah tiga tubuh, dikerjakan oleh ahli matematika Prancis abad ke-18 Joseph-Louis Lagrange. Untuk menghormatinya, mereka saat ini disebut sebagai poin Lagrange. Titik memimpin planet ini disebut sebagai L4; yang membuntuti planet ini sebagai L5.
Meskipun tidak semua Trojan stabil untuk jangka waktu yang lama, hampir 6.000 objek seperti itu telah ditemukan di orbit Jupiter dan sekitar 10 di Neptunus. Mereka diyakini berasal dari masa tata surya paling awal ketika planet-planet belum pada orbitnya saat ini dan distribusi benda-benda kecil di seluruh tata surya sangat berbeda dari yang diamati hari ini.
Dari planet-planet bagian dalam, hanya Mars yang diketahui memiliki sahabat Trojan yang stabil dan berumur panjang. Yang pertama, ditemukan pada tahun 1990 di dekat L5 dan sekarang bernama Eureka, kemudian bergabung dengan dua asteroid lagi, 1998 VF31 juga di L5 dan 1999 UJ7 di L4. Pada dekade pertama abad ke-21, pengamatan mengungkapkan bahwa jaraknya beberapa kilometer dan beragam secara komposisi. Sebuah studi tahun 2005 yang dipimpin oleh Hans Scholl dari Observatoire de Cote d'Azur (Nice, Prancis) menunjukkan bahwa ketiga objek tersebut bertahan sebagai Trojan Mars untuk zaman tata surya, menempatkannya setara dengan Trojan dari Jupiter. Namun, pada dekade yang sama, tidak ada Trojan stabil baru yang ditemukan, yang aneh jika seseorang mempertimbangkan cakupan langit yang terus meningkat dan sensitivitas survei asteroid.
Christou memutuskan untuk menyelidiki. Memilah-milah database Minor Planet Center tentang asteroid, ia menandai enam objek tambahan sebagai Trojan Trojan potensial dan mensimulasikan evolusi orbitnya di komputer selama seratus juta tahun. Dia menemukan bahwa setidaknya tiga benda baru juga stabil. Dia juga mengkonfirmasi stabilitas objek yang awalnya dilihat oleh Scholl et al., 2001 DH47, menggunakan orbit awal yang jauh lebih baik yang tersedia pada saat itu. Hasilnya: ukuran populasi yang dikenal sekarang menjadi lebih dari dua kali lipat, dari tiga menjadi tujuh.
Tapi ceritanya tidak berakhir di situ. Semua Trojan ini, kecuali satu, berada di belakang Mars pada titik Lagrange L5-nya. Terlebih lagi, orbit semua kecuali satu dari enam Trojan L5 berkelompok di sekitar Eureka itu sendiri. “Bukan itu yang diharapkan secara kebetulan,” kata Christou. "Ada beberapa proses yang bertanggung jawab atas gambar yang kita lihat hari ini."
Satu kemungkinan yang dikemukakan oleh Christou adalah bahwa Trojan Mars asli beberapa puluh km, jauh lebih besar daripada yang kita lihat hari ini. Dalam skenario itu, dijelaskan dalam makalah yang diterbitkan dalam edisi Mei 2013 Icarus, serangkaian tabrakan terus memecah mereka menjadi fragmen yang lebih kecil. "Klaster Eureka" ini - mengacu pada anggota terbesarnya - adalah hasil dari tabrakan terbaru. Hipotesis ini tidak hanya menjelaskan distribusi orbit yang diamati tetapi juga menjelaskan mengapa objek baru relatif kecil, beberapa ratus meter. Seperti yang dijelaskan Christou: "Pada tabrakan sebelumnya, objek berukuran km akan menjadi salah satu fragmen terkecil yang diproduksi dan dengan demikian bergerak pada puluhan hingga ratusan meter per detik, terlalu cepat untuk dipertahankan sebagai Trojans of Mars." Eureka cluster, energi tabrakan hanya akan memungkinkan fragmen sub-km untuk terbang terpisah pada satu meter per detik atau kurang, sehingga mereka tidak hanya tetap sebagai Trojan tetapi orbit mereka akhirnya menjadi sangat mirip juga.
Christou menunjukkan bahwa, meskipun ada cara-cara alternatif untuk membuat gugus Eureka, tabrakan pada umumnya diterima sebagai yang bertanggung jawab atas banyak pengelompokan serupa atau "keluarga" asteroid di Sabuk Utama, “jadi mengapa tidak juga Trojan Mars? Tabrakan seperti pajak; semua asteroid harus menanggungnya. ”Dia berharap bahwa temuannya akan memotivasi para pemodel untuk menyusun skenario dampak yang masuk akal dan para pengamat untuk mencari tanda-tanda yang menunjukkan bahwa para anggota yang dikenal sejauh ini memiliki asal yang sama.
Dengan asumsi hipotesis tumbukan bertahan dalam ujian waktu, kita dibiarkan dengan contoh terdekat namun dari kelompok asteroid yang berasal dari tabrakan masih di lokasi aslinya. Christou memperkirakan bahwa penelitian lebih lanjut tentang gugus dan Trojan Mars secara umum akan memberi tahu kita banyak hal tentang bagaimana asteroid kecil berperilaku ketika mereka saling bertabrakan.
Para ilmuwan yang mencoba mensimulasikan tabrakan asteroid besar-puluhan hingga ratusan km di Sabuk Utama memiliki banyak data untuk membandingkan model mereka. Ini tidak benar untuk dampak pada asteroid berukuran km dan fragmennya bahkan lebih kecil; ini terlalu samar untuk secara efisien diambil oleh survei baik sekarang atau dalam waktu dekat.
Memahami apa yang terjadi dalam kondisi ini adalah penting jika kita berharap untuk berurusan dengan asteroid dalam perjalanan tabrakan dengan Bumi. Membelokkan objek semacam itu mungkin merupakan pekerjaan yang lebih sulit daripada yang pertama kali terlihat. Seperti yang dijelaskan Christou, “Menyalakan bahan peledak di sekitarnya untuk mendorongnya menjauh dari jalur yang diprediksikan malah dapat memecahnya. Ini akan mengubahnya menjadi 'bom cluster' kosmik, yang mampu menyebabkan kerusakan luas di planet kita. "
Trojan Mars adalah ukuran yang tepat untuk melayani sebagai kelinci percobaan untuk strategi defleksi brute-force. Faktanya, pengetahuan kita tentang populasi akan meningkat secara signifikan berkat fasilitas dan inisiatif baru. Ini termasuk Satelit Pengawasan Objek Dekat-Bumi Kanada, langit-mapper Eropa Gaia, dan satelit Penjelajah Inframerah Bidang-Luas AS yang diaktifkan kembali baru-baru ini serta Teleskop Survei Panoramik dan Sistem Respons Cepat dan Teleskop Survei Sinoptik Besar berdasarkan survei darat.
Sebagai penutup, Christou berpendapat bahwa “masa depan terlihat cerah. Dengan menggunakan data baru kita harus dapat menentukan apa yang membuat asteroid ini dikelompokkan, bahkan jika model tumbukan tidak berhasil pada akhirnya. ”Untuk saat ini, karya Christou dan banyak lainnya sebelum dia berhasil menyoroti wilayah Trojan Mars sebagai "laboratorium alami" yang unik, memberikan wawasan tentang proses evolusi yang bahkan saat ini sedang membentuk populasi tubuh kecil tata surya kita.