Troyano (cuerpo celeste) - Trojan (celestial body)

Los puntos troyanos se encuentran en los puntos de Lagrange L 4 y L 5 , en la trayectoria orbital del objeto secundario (azul), alrededor del objeto principal (amarillo). Todos los puntos de Lagrange están resaltados en rojo.

En astronomía , un troyano es un pequeño cuerpo celeste (en su mayoría asteroides) que comparte la órbita de uno más grande, permaneciendo en una órbita estable aproximadamente 60 ° por delante o por detrás del cuerpo principal cerca de uno de sus puntos lagrangianos L 4 y L 5 . Los troyanos pueden compartir las órbitas de planetas o grandes lunas .

Los troyanos son un tipo de objeto coorbital . En esta disposición, una estrella y un planeta orbitan alrededor de su baricentro común , que está cerca del centro de la estrella porque suele ser mucho más masivo que el planeta en órbita. A su vez, una masa mucho menor que la estrella y el planeta, ubicada en uno de los puntos lagrangianos del sistema estrella-planeta, está sujeta a una fuerza gravitacional combinada que actúa a través de este baricentro. Por lo tanto, el objeto más pequeño orbita alrededor del baricentro con el mismo período orbital que el planeta, y la disposición puede permanecer estable a lo largo del tiempo.

En el Sistema Solar, los troyanos más conocidos comparten la órbita de Júpiter . Están divididos en el campo griego en L 4 (delante de Júpiter) y el campo de Troya en L 5 (detrás de Júpiter). Se cree que existen más de un millón de troyanos de Júpiter de más de un kilómetro, de los cuales más de 7.000 están catalogados actualmente. En otras órbitas planetarias, solo se han encontrado hasta la fecha nueve troyanos de Marte , 28 troyanos de Neptuno , dos troyanos de Urano y un solo troyano de la Tierra . También se conoce un troyano temporal de Venus . Las simulaciones numéricas de estabilidad de la dinámica orbital indican que Saturno y Urano probablemente no tienen troyanos primordiales.

La misma disposición puede aparecer cuando el objeto principal es un planeta y el secundario es una de sus lunas, por lo que las lunas troyanas mucho más pequeñas pueden compartir su órbita. Todas las lunas troyanas conocidas forman parte del sistema Saturno . Telesto y Calypso son troyanos de Tethys , y Helene y Polydeuces de Dione .

Planetas menores troyanos

Los troyanos de Júpiter delante y detrás de Júpiter a lo largo de su trayectoria orbital, el cinturón de asteroides entre Marte y Júpiter y los asteroides de Hilda .
  Troyanos de Júpiter   Cinturón de asteróides   Asteroides de Hilda

En 1772, el matemático y astrónomo italo-francés Joseph-Louis Lagrange obtuvo dos soluciones de patrones constantes (colineales y equiláteros) del problema general de tres cuerpos . En el problema restringido de tres cuerpos, con una masa insignificante (que Lagrange no consideró), las cinco posiciones posibles de esa masa ahora se denominan puntos lagrangianos .

El término "troyano" se refería originalmente a los "asteroides troyanos" ( troyanos jovianos ) que orbitan cerca de los puntos lagrangianos de Júpiter. Estos han sido nombrados durante mucho tiempo por figuras de la guerra de Troya de la mitología griega . Por convención, los asteroides que orbitan cerca del punto L 4 de Júpiter reciben el nombre de los personajes del lado griego de la guerra, mientras que los que orbitan cerca del L 5 de Júpiter son del lado troyano. Hay dos excepciones, que fueron nombradas antes de que se pusiera en marcha la convención, el griego 624 Hektor y el troyano 617 Patroclus .

Los astrónomos estiman que los troyanos jovianos son tan numerosos como los asteroides del cinturón de asteroides .

Más tarde, se encontraron objetos orbitando cerca de los puntos lagrangianos de Neptuno , Marte , la Tierra , Urano y Venus . Los planetas menores en los puntos Lagrangianos de planetas distintos de Júpiter pueden llamarse planetas menores Lagrangianos.

Estabilidad

La estabilidad o no de un sistema de estrella, planeta y troyano depende de la magnitud de las perturbaciones a las que esté sujeto. Si, por ejemplo, el planeta tiene la masa de la Tierra, y también hay un objeto con la masa de Júpiter orbitando esa estrella, la órbita del troyano sería mucho menos estable que si el segundo planeta tuviera la masa de Plutón.

Como regla general, es probable que el sistema tenga una larga vida útil si m 1 > 100 m 2 > 10,000 m 3 (en el que m 1 , m 2 y m 3 son las masas de la estrella, el planeta y el troyano) .

Más formalmente, en un sistema de tres cuerpos con órbitas circulares, la condición de estabilidad es 27 ( m 1 m 2 + m 2 m 3 + m 3 m 1 ) <( m 1 + m 2 + m 3 ) 2 . Por tanto, el troyano es una mota de polvo, m 3 → 0, impone un límite inferior enm 1/m 2 de 25 + √621/2≈ 24,9599. Y si la estrella fuera hipermasiva, m 1 → + ∞, entonces, bajo la gravedad newtoniana, el sistema es estable cualquiera que sea el planeta y las masas troyanas. Y sim 1/m 2 = m 2/m 3, entonces ambos deben exceder 13 + √168 ≈ 25.9615. Sin embargo, todo esto supone un sistema de tres cuerpos; una vez que se introducen otros cuerpos, incluso si son distantes y pequeños, la estabilidad del sistema requiere proporciones aún mayores.

Ver también

Referencias