最終更新日: 2025 年 7 月 15 日

地球のトロヤ群小惑星: 私たちの軌道を共有する仲間たち

地球の軌道を共有するトロヤ群小惑星 — トロイの木馬小惑星 2010 TK7 (小さな緑色の円内) は、地球のラグランジュ点 L₄ の周りで進化します。 2010 TK7 は、2010 年 10 月に Wide-field Infrared Survey Explorer によって初めて撮影されました。画像出典:NASA

トロイの木馬に占領された地球の秘密点: L₄ と L₅

地球がその軌道上に一人でいるわけではないことをご存知ですか?真の宇宙の仲間であるトロヤ群小惑星は、太陽の周りの軌道を私たちと慎重に共有しています。

地球-太陽系のラグランジュ点 \(L_4\) と \(L_5\) は、地球の軌道上で地球の前後 60 度 (約 1 億 5,000 万 km) に位置する重力平衡位置です。理論的には小さな擾乱に対して安定しているため、これらの点は小さな天体を収容できる潜在的な井戸を形成します。トロヤ群小惑星。

地球と太陽の視点から見ると、これらの点は、重力と遠心力の間の微妙なバランスによって小惑星を所定の位置に保持し、小さな天体に対してこれらの点を静止させます。これらのバランスポイントは絶対空間内の固定された場所ではなく、太陽の周りを地球と軌道同期して移動します。したがって、それらは数千年間にわたって小惑星を半安定的に存在させるための特権的な場所を提供します。

ちょうど21日のことだった^eそこでは、最初の地上型トロイの木馬が検出されてから 1 世紀が経ちましたが、その理由は大きな観測上の制約がありました。点 \(L_4\) と \(L_5\) は地上空の太陽に近く、そのため地上機器での観測が困難でした。夕暮れや夜明けの不利な光条件で空をスキャンする必要があります。これらの地域には、惑星擾乱中に一時的に捕獲された多数の物体が存在したに違いありません。

なぜ彼らは「トロイの木馬」と呼ばれるのでしょうか？

「トロイの木馬」という用語は、20 世紀初頭に導入された命名規則に由来しています。^eの軌道を共有する小惑星の発見後、世紀木星。 1906年、小惑星はアキレス木星のラグランジュ点 \(L_4\) 付近で確認されています。伝統により、\(L_4\) にある物体にはギリシャの英雄 (アキレス、ユリシーズなど) にちなんで名付けられ、\(L_5\) にある物体にはトロイの木馬の陣営 (ヘクター、プリアモスなど) に由来する名前が付けられています。

それ以来、「トロイの木馬」という用語は、あらゆるものを拡張して指すようになりました。ラグランジュ点 \(L_4\) または \(L_5\) の周りに重力をもつ小さな天体惑星の。したがって、私たちは木星、火星、海王星のトロイの木馬について話します…そして今地球のトロイの木馬。

したがって、この指定は、歴史的かつダイナミックな、トロイの都市とは直接関係はありませんが、天力学によって明らかにされたラグランジュ点の安定した正三角形構造に起因します。

地球上のトロイの木馬: 地球の目に見えない共生者

ザトロヤ群小惑星したがって、天体は惑星のラグランジュ点 \(L_4\) と \(L_5\) の周りに重力で閉じ込められています。太陽系では、木星には数千個の星が存在しますが、地球には現在までに数個しか確認されていません。

それらのダイナミクスは次の枠組みで説明できます。3 つのボディに限定された問題, ここで、3 番目の天体 (小惑星) の質量は無視できます。遠心力が太陽と地球の結合引力を正確に補償するとき、それは点 \(L_4\) と \(L_5\) の周りに捕らえられます。

2010 TK7: 地上波型トロイの木馬を初めて特定

最初の地上型トロイの木馬 (2010 TK7) はほとんど見逃されるところでしたが、WISE 宇宙望遠鏡からのデータの遡及分析のおかげで発見されました。 2010年に発見され、2010 TK7これは、最初に確認された地上型トロイの木馬です。また、点 \(L_4\) の周りの軌道をたどりますが、傾きが非常に強い (ほぼ 21°) ため、その力学はより混沌とし、安定性は短くなります。

その軌道は、回転する基準系内で複雑な「豆」型の図形を形成し、数千年のスケールで \(L_4\) の周りを振動します。そのサイズはそれほど大きくありません (約 300 m) が、その発見により、新しいクラスの共軌道天体への道が開かれました。

トロヤ群小惑星 2010 TK7 の軌道特性
設定	価値	ユニット
長半径	1.00037	オーストラリア
偏心	0.190	-
傾ける	20.9	°
推定直径	0.3	km
ラグランジュ点	L₄	-
軌道安定性	～10,000	年

出典: NASA WISE (2011)、Connors et al.、Nature (2011)

2020 XL5: 地球の安定した仲間

小惑星2020 XL5は、2020 年に Pan-STARRS 望遠鏡によって発見され、既知の地上型トロイの木馬の中で最大かつ最も安定しています。地球の前方60°にあるラグランジュ点 \(L_4\) の周りを、傾斜した適度な離心軌道で公転しています。

動的シミュレーションにより、その軌道は約 1 分間安定していることが示されています。4000年、その後、共軌道領域を離れる可能性があります。推定直径は 1.2 km で、宇宙ミッションの潜在的な目標となる可能性があります。

トロヤ群小惑星 2020 XL5 の軌道特性
設定	価値	ユニット
長半径	1.00021	オーストラリア
偏心	0.514	-
傾ける	13.8	°
推定直径	1.18	km
ラグランジュ点	L₄	-
軌道安定性	～4,000	年

出典: NASA/JPL (2023)、C. de la Fuente Marcos et al. (2022年)

すべての既知の地球上のトロヤ群小惑星とその候補
名前	長半径 (UA)	偏心	傾き(°)	ラグランジュ点	推定直径(m)	軌道安定性	参照
2020 XL5	1.00021	0.514	13.8	L₄	1180	～4,000年	NASA JPL SBDB (2023)
2010 TK7	1.00037	0.190	20.9	L₄	300	～10,000年	WISE/NASA (2011)
2015 XX₁₆₉	0.9999	0.180	8.5	L₅（ほぼ）	—	～1,000年	モレ＆モルビデリ (2006)
2010 SO₁₆	1.0001	0.075	14.5	L₄ (ほぼ)	—	～35万年	クリスト＆アッシャー (2011)
2023FW₁₃	1.002	0.21	13.0	L₄（仮）	—	要確認	JPL ホライゾンズ (2024)