Vijf nieuwe Trojanen bij Neptunus ontdekt

Lagrange punten van de on en de Aarde
Lagrange punten van de Zon en de Aarde (credit: NASA)

Het zonnestelsel heeft veel Trojaanse asteroïden. Dit zijn objecten die dezelfde baan volgen als een planeet of een grote maan. De meeste Trojanen vinden we bij Jupiter (meer dan 6000) maar er zijn ook Trojanen aangetroffen bij Saturnus, de Aarde, Mars, Uranus en Neptunus.

Tot voor kort waren er bij Neptunus 12 Trojanen bekend maar met dank aan een nieuw onderzoek door een internationaal team van astronomen zijn er nu 5 nieuwe geïdentificeerd. Deze nieuwe ontdekkingen roepen vragen op over de herkomst van de Neptuniaanse Trojanen.

Voor hun onderzoek maakten de astronomen gebruik van de Panoramic Survey Telescope and Rapid Response System (Pan-STARRS). Deze groothoek telescoop die eigendom is van het astronomische instituut van de universiteit van Hawaii en de laatste 10 jaar gebruikt om naar asteroïden, kometen en Centauren te zoeken in ons zonnestelsel.

Het team heeft gebruik gemaakt van het PS1-onderzoek dat liep van 2010 tot 2014. De namen 7 Trojanen waar bij Neptunus waarvan er 5 niet eerder bekend waren. Vier van deze Trojanen bevinden zich in Lagrange-punt 4 (L4) van Neptunus en de andere werd in Langrange-punt 5 (L5) gevonden.

De nieuw ontdekte objecten variëren in grootte van 100 tot 200 kilometer en in het geval van de L4 Trojanen concludeerden de onderzoekers dat ze zich in een stabiele baan bevinden waar ze vermoedelijk al heel erg lang in verblijven. De Trojaan in L5 is wat instabieler waardoor men denkt dat die meer recent is ingevangen.

Twee van de 4 momenteel bekende L5 Trojanen bevinden zich in een instabiele baan en zijn vermoedelijk tijdelijk als Trojaan aanwezig. Alle bekende L4 Trojanen zijn echter stabiel.

Nieuwe simulaties laten ook zien dat de recent ontdekte Trojanen onverwachte baan inclinaties hebben. In voorgaande onderzoeken hadden Neptuniaanse Trojanen hoge baaninclinaties van meer dan 20 graden. In het nieuwe onderzoek had slechts één van de nieuw ontdekte Trojanen zo’n hoge baaninclinatie De andere nieuwe Trojanen hadden gemiddelde baaninclinaties van ongeveer 10 graden.

Het onderzoeksteam heeft hiervoor twee verklaringen opgesteld.

De wolk Trojanen in Langrange punt 4 heeft een grote baaninclinatie in de ruimte. Die is niet zo groot als eerder werd aangenomen. Statistisch is het mogelijk om de twee waargenomen resultaten te berekenen uit dezelfde verdeling van baaninclinaties. De vorige studie impliceerde een baaninclinatie van > 11° en meest waarschijnlijk ongeveer 20°. De nieuwe studie suggereert dat het tussen 7° en 27° is en meest waarschijnlijk ± 10°.

Of, bij de eerder uitgevoerde onderzoeken werden telescopen gebruikt me een grotere diameter die dus ook zwakkere Neptuniaanse Trojanen konden detecteren dan tijdens het PS1-onderzoek. Als de zwakkere en dus kleinere Neptuniaanse Trojanen een grotere verdeling in baaninclinatie hebben dan de grotere dan betekent dit dat de kleinere Neptuniaanse Trojanen “heter” zijn dan de grotere Neptuniaanse Trojanen.

Volgens de onderzoekers is het verschil belangrijk omdat de verdeling van de inclinatie van de Neptuniaanse Trojanen is gerelateerd aan hun ontstaansmechanisme en omgeving. Die met een kleine baaninclinatie zouden ontstaan kunnen zijn in één van de Lagrange-punten van Neptunus en daar eventueel uitgegroeid zijn tot een Trojaanse asteroïde.

Aan de andere kant duiden grote inclinaties er vermoedelijk op dat de Trojanen die in de Lagrange-punten zijn ingevangen vermoedelijk zijn ingevangen toen Neptunus net was ontstaan. De grootte van de inclinatie kan een aanwijzing zijn over hoe en waar ze zijn ingevangen.

Als deze breedte ongeveer 10 graden is dan zijn de Trojanen mogelijk ingevangen vanuit een dunne, koude planetesimalen schijf. Als de wolk van Trojanen een grote inclinatie heeft (± 20°) dan zijn ze mogelijk ingevangen uit een dikke, hete planetesimalen schijf. De verdeling van de inclinatie zou daarom een idee kunnen geven over hoe het jonge zonnestelsel er uit zag.

In de tussentijd hoopt het onderzoeksteam dat ze de Pan-STARRS kunnen gebruiken om meer Neptuniaanse Trojanen, Centauren, Trans-Neptuniaanse Objecten te kunnen bestuderen. Ze hopen dat verder onderzoek kan aantonen of er inderdaad twee families van Neptuniaanse Trojanen bestaan.

Al dit onderzoek was mogelijk met dank aan het PS-1-onderzoek. Anders dan andere verre onderzoeken die alleen kleine gedeeltes bestuderen is PS1 in staat om de gehele zichtbare hemel aan het noordelijk halfrond waar te nemen en dat met een grote nauwkeurigheid. Met dank aan de Pan-STARRS-telescoop kunnen astronomen objecten waarnemen die ons veel kunnen leren over de geschiedenis van het jonge zonnestelsel.

Het volledige artikel is te lezen op arXiv

Eerste publicatie: 24 september 2016
Bron: UniverseToday