Слева: маршруты известных марсианских троянов вокруг L4 и L5 (пересечения) относительно Марса (красный диск) и Солнца (желтый). Точечный круг – средняя дистанция Марс-Солнце. Справа: увеличение вставки (прямоугольник пунктиром) с указанием маршрутов 8 троянцев L5: 1998 VF31 (синий), Эврика (красный) и 6 объектов – члены семейства (желтый). Заполненные диски отмечают относительные размеры астероидов. Самый большой – Эврика (2 км в ширину).
Марс вынужден делить свою орбиту с группкой небольших астероидов – троянцы. Использовав Очень Большой Телескоп в Чили, команда астрономов заметила, что большинство из них сформировались из одного набора материалов. Скорее всего, они представляют собою остатки мини-планеты, разрушенной древним ударом.
Троянские астероиды проходят по орбитальному пути на такой же удаленности от звезды, что и Марс (в 60 градусах впереди и позади него). Особый интерес к их расположению проявил французский математик Джозеф-Луи Лаграндж, в есть которого назвали известную «точку Лагранджа».
На Юпитере нашли примерно 6000 подобных объектов и около десятка у Плутона. Считается, что они позволяют взглянуть на древнюю систему, кода объекты располагались в других местах, нежели сейчас.
Марс – единственная планета земного типа с троянскими спутниками, закрепленными на постоянной орбите. Первого троянца нашли 25 лет назад в L5 и назвали Эврика (отсылка к высказыванию Архимеда). Сейчас их насчитывают 9, что в 600 раз меньше, чем у Юпитера. Но даже этот представитель демонстрирует интересную структуру, которую не найдешь больше нигде в нашей системе.
Спектры астероидов группы Эврика: (385250) 2001 DH47 (красный) и (311999) 2007 NS2 (черный). Спектр 5261 Эврика отображен синим. Все они похожи, что намекает на одинаковый состав, который также распространен среди астероидов.
Прежде всего, все троянцы, кроме одного, отстают от планеты в точке Лагранджа (рис.1, слева). Орбиты всех, кроме одного из 8 троянов L5 сконцентрированы вокруг Эврики (рис.1, справа). Пока никто точно не знает, почему они расположились так неравномерно, но есть теории. Удар мог разбить астероид в точке L5, оставив группу фрагментов. Или же ротационное давление заставило Эврику раскрутиться, создавая небольшие обломки вокруг своей гелиоцентрической орбиты. Какой бы вариант не был правильным, такое скопление явно намекает на то, что эти астероиды были частью единого объекта. В итоге, помочь может лишь кислотный тест, определяющий состав. К счастью, это можно сделать при помощи телескопа. Необходимо лишь измерить цвет солнечного света, отраженного от поверхности (получить спектр).
Для этого Аполостолос Христоу и Галин Борисов использовали вначале 2016 года спектрограф X-SHOOTER, установленный на Очень Большом Телескопе. Они хотели создать спектры двух астероидов из группы Эврики (311999 и 385250). Они обнаружили, что эти объекты являются «мертвыми копиями» Эврики, что подтвердило «родство».
Спектры показывают, что в составе присутствует оливин. Обычно этот минерал появляется в более крупных объектах при высоком давлении и температуре. Ученые полагают, что эти астероиды – мантии мини-планет или планетезималей, которым, как и Земле, удалось сформировать кору, ядро и мантию. Но из-за удара они разрушились.
Христоу напомнил, что между Марсом и Юпитером существует множество троянцев, но ни один из них не насыщен оливином. Все это связано с проблемой нехватки мантии: если приплюсовать массу разнообразных материалов в поясе астероидов, то обнаруживается нехватка мантии по сравнению с каменной корой и металлическим материалом ядра.
Хотя открытие этой группы с наличием оливина не решает проблему, но это говорит о том, что мантийный материал располагался возле Марса в самом начале истории нашей системы. То есть, он участвовал в формировании Красного гиганта и, возможно, нашей Земли тоже.