أسراب كويكبات المشتري

نقاط لاغرانج Lagrangian points حول جِرم يدور هي نقاط خاصة في الفضاء، توازن فيها قوة جذب الشمس داخلاً وقوة النبذ الطاردة لحركتنا كلٌّ منهما الأخرى. هذه المناطق حول الأرض مفيدة جداً للمركبات الفضائية. على سبيل المثال وُضِعَ المرصد الشمسي SOHO في نقطة لاغرانج L1 بين الشمس والأرض، كما وضع مسبار WMAP، الذي رسم خريطة للحرارة المتبقية من الانفجار الكبير (العظيم) Big Bang، في نقطة L2 خارج الأرض. وتوجد هناك أيضاً مناطق لاغرانج بزاوية 60° أمام وخلف أي جرم كبير في مداره. في مثال كوكب المشتري، نرى أن منطقتي L4 وL5 قربه مأهولتان بأسراب من الكويكبات، التي تُعرف كلها باسم الأجسام الطروادية Trojans، تدعى أكبرها بأسماء: آغاممنون Agamemnon، وآخيل Achilles، وهكتور Hector.

ولا يُعتقد أن كويكبات طروادة هذه قد نشأت على مسافة 5.2 وحدة فلكية، وهي مسافة المدار الحالي لكوكب المشتري عن الشمس، ومن غير الواضح بدقة من أين جاءت.

هل كانت في الأصل كويكبات صغيرة Planetesimals جليدية مبعثرة من خارج مدار كوكب نبتون، ثم التقطها المشتري في أثناء فترة من عدم الاستقرار المداري في وقت مبكر من تاريخ المجموعة الشمسية؟ أو ربما جمعها المشتري عندما تشكل بعيداً، قبل أن يهاجر داخلاً نحو الشمس. يمكن تقديم أدلة حول أصل الكويكبات الطروادية بدراسة توزع أحجامها وخصائص سطوحها. أنجزت الباحثة كوتومي أويهاتا Kotomi Uehata، من قسم علم الكواكب بجامعة كوبي Kobe University في اليابان، مع زملائها، دراسةً مسحية لكويكبات طروادة في منطقة L5، خلف المشتري في مداره؛ وقد استخدموا لذلك الكاميرا Hyper Suprime-Cam (اختصاراً: الكاميرا HSC) المثبتة على تلسكوب سوبارو Subaru Telescope، الذي يبلغ قطر مرآته 8.2 م، في مرصد ماونا كيا في هاواي.

أجرام Ln الطروادية 

لقد وجدوا في منطقة L5 ما مجموعه 189 جسماً طروادياً بسطوع يصل إلى +mag. 24.0، وهو ما يتوافق مع أجسام يتراوح قطرها بين 2 و10 كم. وكما هو متوقع فإن توزُّع حجم هذه الأجرام يتبع قانون قوة Power law- فهناك من الأجسام الأصغر حجماً أعدادٌ أكثر بصورة أسية من الأجسام الأكبر. 

كما أظهروا أيضاً، من خلال مقارنة بدراسة سابقة أجراها الفريق على سرب كويكبات طروادية في منطقة L4، أن توزع الحجم هذا هو نفسه لكل سرب من أسراب الأجسام الطروادية، مما يشير إلى أنها جاءت من المجموعة البدئية ذاتها. وإجمالاً، تقدِّر أويهاتا أن هناك نحو 260,000 كويكب طروادي بحجم أكبر من 1 كم محصورة في منطقتي L4 وL5 قرب المشتري- أي أقل بـ 10 مرات تقريباً مما يوجد في حزام الكويكبات الرئيس.

وعلى الرغم من ذلك فمن المثير للاهتمام أن أويهاتا قد اكتشفت، في منطقة سرب L4 أمام المشتري، وجود كويكبات بحجم أكبر من 2 كم أكثر بنسبة 40% تقريباً من التي توجد في منطقة L5 خلف الكوكب. يدعم عدم التناسق هذا في مجموعتي L4 وL5 النظرية القائلة بأن المشتري قد التقط الكويكبات الطروادية في أثناء تشكلها في المجموعة الشمسية قبل هجرته نحو الداخل. 

”لا يُعتقَد أن الكويكبات الطروادية قد تشكلت في مدار المشتري الحالي حول الشمس، وليس واضحاً بدقة من أين جاءت“

تعد الكويكبات الطروادية صنفاً رائعاً من الأجرام، وتبشرنا دراستها من قُرب بأنها ستعلمنا كثيراً عن أصل الأجسام الجليدية الصغيرة الآتية من أماكن أبعد في المجموعة الشمسية. ولحسن الحظ يوجد بالفعل مسبار فضائي في طريقه لاستكشاف الكويكبات في كل من منطقتي أسراب الكويكبات الطروادية حول المشتري. سيحلق مسبار لوسي Lucy، الذي أطلق في شهر أكتوبر 2021، قرب أربعة من الكويكبات الطروادية في منطقة L4 (إضافة إلى كويكب من الحزام الرئيس في طريقه للخروج منه)، قبل أن يصل إلى منطقة سرب L5 في العام 2033.