Международная группа ученых объяснила загадку троянских астероидов Юпитера, которые образуют два асимметричных по размеру роев L4 и L5. Результаты исследования опубликованы в журнале Astronomy & Astrophysics.

Группы троянских астероидов L4 и L5 располагаются в соответствующих точках Лагранжа — точках, в которых тела, испытывающие преобладающее гравитационное воздействие со стороны двух массивных объектов (в данном случае Юпитера и Солнца), остаются неподвижными относительно этих тел. L4 и L5 включают более 10 тысяч астероидов, которые движутся по орбите Юпитера вокруг Солнца.

Однако по неизвестной причине в L4 содержится значительно (в 1,6-1,8 раза) больше астероидов, чем в рое L5. В текущей конфигурации Солнечной системы оба роя демонстрируют почти идентичную стабильность и живучесть, и это предполагает, что асимметрия возникла в ранний период существования Солнечной системы.

В новой работе ученые провели численное моделирование орбит небесных тел в упрощенной Солнечной системе, состоящей из Солнца, Юпитера и троянцев. Они рассмотрели сценарий, в которой Юпитер претерпел быструю миграцию от Солнца во внешнюю область Солнечной системы в течение двух тысяч лет из-за близкого взаимодействия с неизвестным ледяным гигантом типа Урана и Нептуна, который был выброшен в межзвездное пространство.

Оказалось, что такое перемещение газового гиганта вызвало искажение либрационных пространств в L4 и L5, то есть астероиды испытывали различную степень либраций — колебаний вокруг точек Лагранжа. Это вызвало разную выживаемость групп троянцев, двигающихся по орбите вокруг Солнца впереди Юпитера и позади него. Передний, или лидирующий рой L4 характеризовался более стабильными орбитами, чем L5.