Buzz
Nhà thiên văn đã phát hiện một hành tinh hỏa tinh mới chia sẻ quỹ đạo với Trái Đất - đây là lý do tại sao nó quan trọng
Nghiên cứu đã chỉ ra rằng Trái Đất đuôi theo một hành tinh hỏa tinh với kích thước chỉ khoảng một kilômét trong quỹ đạo quanh Mặt Trời - chỉ là cơ thể thứ hai như vậy từng được nhìn thấy. Nó quay quanh Mặt Trời trước Trái Đất khoảng hai tháng, nhảy múa quanh như một thông báo hào hứng về sự xuất hiện của chúng ta.
Đối tượng này, được biết đến với tên gọi là 2020 XL₅, lần đầu tiên được nhìn thấy vào tháng 12 năm 2020 bằng kính thiên văn Pan-STARRS trên đỉnh núi Haleakala trên đảo Maui của Hawaii. Nhưng việc xác định quỹ đạo của nó đòi hỏi những quan sát theo dõi bằng kính thiên văn SOAR (Nghiên cứu Thiên văn Nam) ở Chile.
500 years of 2020 XL5 orbits plotted, relative to Earth. By Phoenix7777 – Own work data source: HORIZONS System, JPL, NASA CC BY-SA 4.0Dựa trên dữ liệu này, một nhóm do nhà khoa học hành tinh Toni Santana-Ros của Đại học Alicante ở Tây Ban Nha dẫn đầu đã thông báo rằng 2020 XL₅ bị mắc kẹt ít nhất là trong vài ngàn năm tới trong một quỹ đạo xung quanh một trong những điểm “Lagrange” giữa Mặt Trời và Trái Đất. Đây là những nơi mà lực hấp dẫn của Trái Đất và Mặt Trời cân bằng để tạo ra những vị trí ổn định. Điều này có nghĩa là đối tượng duy trì tốc độ với Trái Đất khi nó quay quanh Mặt Trời.
Các điểm Lagrange tồn tại xung quanh các hành tinh khác nhau, chúng là điểm cân bằng cho bất kỳ đối tượng có khối lượng nhỏ nằm dưới ảnh hưởng của hai cơ thể lớn với khối lượng nhiều. Có ba điểm như vậy trên đường đường Mặt Trời-Trái Đất (L1, L2 và L3, xem hình bên dưới), được phát hiện toán học lần đầu tiên bởi nhà toán học Thụy Sĩ Leonhard Euler. Tàu vũ trụ như Kính thiên văn Không gian James Webb (ở L2) và DSCOVR (ở L1) có thể được duy trì ở đó chỉ với một lượng nhiên liệu nhỏ.
The Lagrange points associated with Earth’s orbit (sizes and distances not to scale). Credit: NOIRLab/NSF/AURA/J. da SilvaHai điểm khác, L4 và L5, được phát hiện vào năm 1772 bởi học trò của Euler là Joseph-Louis Lagrange. Ở đây, một đối tượng có khối lượng nhỏ tạo thành tam giác đều với Mặt Trời và Trái Đất ở trạng thái cân bằng ổn định. Những điểm này nằm ở phía trước và phía sau Trái Đất 60 độ, và vì 60 độ (xem hình bên trên) là một sáu phần của quỹ đạo Trái Đất, điều này tương đương với sự chia cách hai tháng.
Nếu một đối tượng có khối lượng nhỏ bị xao lạc để di chuyển ra khỏi L4 hoặc L5, trọng lực kết hợp của Mặt Trời và Trái Đất sẽ đưa nó trở lại - làm cong đường đi của nó thành quỹ đạo ổn định xung quanh điểm Lagrange mà nhìn như hình đậu tương đối với Trái Đất.
XL5, nhưng không có quả cầu lửa
2020 XL₅ được gọi là bạn đồng hành Trojan với Trái Đất theo mô phỏng với các hành tinh hỏa tinh Trojan của Sao Mộc. Sao Mộc chia sẻ quỹ đạo của mình với gần mười nghìn hành tinh hỏa tinh đã biết, một nửa trước Sao Mộc và một nửa sau. Cái đầu tiên, được phát hiện vào năm 1906, được đặt tên là Achilles theo một nhân vật chính tại sự bao vây của Troy trong Iliad của Homer.
Một quy ước đã phát triển để đặt tên cho mỗi cái sau một anh hùng từ cùng một câu chuyện. Chỉ những cái theo sau Sao Mộc (tập trung ở vị trí Sun-Sao Mộc L5) được đặt tên theo hình thức Trojan, như Hektor, trong khi những cái ở trước Sao Mộc (ở L4) được đặt tên theo hình thức Hy Lạp, như Achilles. Tổng cộng, dù ở L4 hay L5, chúng đều được gọi là Trojan.
Asteroid positions, with Jupiter’s Trojans in green. Credit: Wikimedia CommonsHiện nay chỉ có số lượng nhỏ hành tinh hỏa tinh Trojan được phát hiện liên quan đến Sao Hải Vương (23), Sao Thiên Vương (1) và Sao Hỏa (9). Nhưng 2020 XL₅ chỉ là bạn đồng hành Trojan thứ hai của Trái Đất được phát hiện. Cái đầu tiên, 2010 TK₇, đã được phát hiện vào năm 2010. Đó chỉ khoảng 300 mét, nên 2020 XL₅ có khối lượng lớn hơn nhiều, khoảng 1.2km.
Có lẽ có nhiều hành tinh hỏa tinh Trojan của Trái Đất hơn, nhưng chúng khó phát hiện từ Trái Đất vì chúng chỉ có thể được nhìn thấy khá thấp trên bầu trời xám sáng trước bình minh nếu ở L4 như cả hai 2010 TK₇ và 2020 XL₅, hoặc ngay sau khi mặt trời lặn nếu ở L5 (nơi chưa có cái nào được phát hiện). Quỹ đạo của chúng không ổn định qua hàng triệu năm, nên chúng không thể là những dấu vết tồn tại từ khi Trái Đất hình thành mà phải là những đối tượng đã lạc lõng vào vị trí này sau đó.
Tuy nhiên, các quan sát của SOAR đã chỉ ra rằng 2020 XL₅ dường như là một hành tinh hỏa tinh chứa nhiều carbon (được gọi là loại C). Vì vậy, đó là một mẫu vật của những gì Hệ Mặt Trời được xây dựng từ, và việc nghiên cứu kỹ thuật của những bạn đồng hành Trojan của Trái Đất có thể là rất hữu ích như những ví dụ về vật liệu không biến đổi.
Nhưng liệu chúng ta có thể khai thác chúng hay sử dụng chúng vào các cách khác không? Santana-Ros lưu ý rằng 2020 XL₅ có quỹ đạo nổi lên và xuống phía trên và dưới mặt phẳng quỹ đạo của Trái Đất. Điều này có nghĩa là để đưa một tàu vũ trụ vào cuộc hẹn (để quay quanh hoặc đáp xuống nó) sẽ đòi hỏi một sự thay đổi vận tốc đáng kể. Điều đó có lẽ sẽ cần quá nhiều nhiên liệu để có thể thực tế. Điều tương tự áp dụng cho 2010 TK₇.
Bài viết này của David Rothery, Giáo sư Vật lý Hành tinh, Đại học Mở is republished from The Conversation under a Creative Commons license. Read the original article.
