Gli asteroidi troiani di Giove , o semplicemente asteroidi troiani quando non c'è ambiguità, sono asteroidi che condividono l' orbita del pianeta Giove attorno al Sole , attorno ai punti lagrangiani L 4 e L 5 Sistema Sole-Giove, cioè 60° avanti o dietro Giove.
I troiani di Giove formano un gruppo di asteroidi chiaramente identificabile (diviso in due sottogruppi chiamati “campo greco” e “campo troiano” rispettivamente intorno a L 4 e L 5 ), i due gruppi vicini, il gruppo Hilda e il gruppo dei centauri , essendo significativamente meno densamente popolato.
Gli asteroidi troiani portano questo nome a causa di una convenzione che li nomina dopo i personaggi della guerra di Troia , in continuazione del primo scoperto nel 1906, (588) Achille .
Per estensione, il termine " Trojan " è usato per designare qualsiasi altro piccolo oggetto che condivide una relazione simile con altri due corpi più grandi, come i Troiani della Terra , Marte , Urano o Nettuno , o anche i satelliti troiani di Saturno .
Il matematico Joseph-Louis Lagrange , nel suo Saggio sul problema dei tre corpi pubblicato nel 1772, mostra l'esistenza di alcune situazioni stabili nel caso di un corpo di piccola massa rispetto a quelli degli altri due. Queste situazioni definiscono i 5 punti di Lagrange ciascuno corrispondente ad una zona di stabilità per il piccolo corpo. Questa domanda del problema affascinato matematici tre corpi e le società scientifiche di tutto il 19 ° secolo.
Nel febbraio 1906, l'astronomo tedesco Max Wolf scopre un asteroide in un'orbita vicina a quella di Giove. Decide di chiamarlo (588) Achille , in onore di Achille , uno degli eroi dell'Iliade . La sua posizione è presto compresa come paragonabile al punto di Lagrange L 4 del sistema Sole-Giove, come definito dal matematico circa 130 anni prima. Gli astronomi guardano quindi naturalmente al punto L 5 dove un asteroide viene scoperto rapidamente nell'ottobre dello stesso anno. Si decide di chiamarlo (617) Patroclo , in riferimento a Patroclo , un altro eroe dell'Iliade . Il principio di nominare questa nuova famiglia di asteroidi in riferimento ai personaggi della guerra di Troia si è stabilizzato in questo momento. Nuovi "Trojan" furono gradualmente scoperti negli anni seguenti: (624) Ettore (1907, in L 4 ), (659) Nestore (1908, in L 4 ), (884) Priamo (1917, in L 5 ), (911 ) Agamennone (1919, in L 4 ), ecc. Se ne conoscono una dozzina nel 1950.
Attualmente si ritiene che Edward Barnard abbia fatto il primo avvistamento di un asteroide troiano nel 1904 , ma l'importanza di questo avvistamento è passata inosservata. Si presumeva che fosse Febe , il satellite di Saturno poi scoperto di recente e localizzato a due minuti d'arco , o addirittura una stella. L'identità del punto di luce osservato da Barnard è stata compresa solo con il calcolo dell'orbita del troiano (12126) 1999 RM 11 (ri) scoperto nel 1999.
In 23 maggio 2019, il Centro dei pianeti minori elencava 7.079 Troiani di Giove, di cui 4.603 a livello del punto di Lagrange L 4 (il campo greco) e 2.476 a livello del punto di Lagrange L 5 (il campo di Troia). Di questi, 4.915 avevano una designazione definitiva .
Secondo il database JPL consultato su 20 luglio 2019, i Troiani di Giove rappresentano circa lo 0,9% dei pianeti minori referenziati e circa il 15% dei pianeti minori referenziati al di fuori della fascia principale (intesa in senso lato).
Alcune cifre che mostrano l'evoluzione delle scoperte: 170 Trojan numerati in ottobre 1999, 877 pollici luglio 2004, 1234 a 12 marzo 2008 (2327 elencati in totale), 4865 pollici 30 maggio 2018 (7031 elencati in totale).
Il primo asteroide troiano scoperto da Max Wolf nel 1906 si chiamava Achille , dall'eroe - oltre che greco e non troiano - l' Iliade , poema epico di Omero che racconta la guerra di Troia . Dopo Wolf, agli asteroidi scoperti intorno ai punti di Lagrange di Giove furono dati nomi associati all'Iliade e il gruppo nel suo insieme fu intitolato "Trojans".
Gli asteroidi situati nel punto L 4 prendono il nome da un eroe o da un concetto greco e sono chiamati "campo greco" o "gruppo di Achille" ( (588) Achille , (659) Nestore , (911) Agamennone , (1143) Odissea , ecc. . ). Quelli che si trovano al punto L 5 portano i nomi di eroi troiani e sono collettivamente chiamati “accampamento troiano” ( (884) Priamo , (1172) Enea , (1173) Anchise , ecc . ). Tuttavia, ciascuno dei gruppi ha un disertore: (624) Ettore , dal nome dell'eroe troiano Ettore , si trova intorno al punto L 4 e viceversa (617) Patroclo , sebbene porti il nome dell'eroe greco Patroclo , si trova al punto L 5 . Anche il suo satellite Ménœtios, tratto dall'eroe greco Ménœtios , figlio di Attore e padre di Patroclo, è dalla parte dei Troiani. Per complicare le cose, il campo troiano viene talvolta chiamato "gruppo Patroclo", essendo questo asteroide uno dei più grandi di questo insieme.
Oltre alle due eccezioni (tre con Menœtios ) alla regola di denominazione, una ventina di asteroidi nella fascia principale portavano il nome degli eroi o delle eroine (per la maggior parte) della guerra di Troia , o anche dell'Odissea . La stragrande maggioranza scoperta prima del 1906, tuttavia, non sono asteroidi troiani. Tra questi “falsi troiani” possiamo citare (17) Thétis , (38) Léda , (101) Hélène , (108) Hécube , (112) Iphigénie , (114) Cassandre , (121) Hermione , (130) Électra , ( 175) Andromaca , (179) Clitennestra , (201) Pénélope , (202) Chryséis , (271) Pentesilea , (398) Admète , (507) Laodicé , (548) Cressida , (595) Polyxene , (603) Timandre , ( 604) Tecmesse , (637) Chrysothémis , (651) Anticlée , (655) Briseis , (692) Ippodamia e anche (1036) Ganimede ...
All'interno dell'elenco di 7.079 Troiani di Giove diffusi dal Minor Planets Center su23 maggio 2019, possiamo notare le seguenti proprietà:
Osservato in un sistema di coordinate in cui è fisso Giove, un asteroide troiano sembra orbitare attorno a uno dei punti di Lagrange L 4 o L 5 . Più precisamente, sembra ruotare attorno al punto di Lagrange in un'orbita a forma di fagiolo (a volte chiamato girino per i più allungati, girino in inglese).
Ad ogni istante, l'insieme dei Troiani forma due nuvole allungate, centrate sui due punti di Lagrange, incurvate lungo l'orbita di Giove.
Il più grande troiano di Giove è (624) Ettore . È un oggetto allungato lungo 370 km e largo 195 km con un diametro medio di circa 225 km . Il database JPL consultato su20 luglio 2019identifica 17 Trojan con un diametro medio maggiore di 100 km e mostra che circa i due terzi dei Trojan hanno una grandezza inferiore a 14, che corrisponde a un diametro vicino a 10 km o superiore.
Ad oggi (metà 2019), cinque troiani Giove sono stati identificati come parte di un sistema di asteroidi. (624) Ettore ha una piccola luna Scamandrios . Gli altri quattro possono essere visti come esempi di corpi binari, nel senso che il corpo principale e la sua luna sono di dimensioni comparabili. Questi sono (617) Patroclo (con Ménœtios ), (16974) Iphthimé , (17365) 1978 VF 11 e (29314) Eurydamas .
La maggioranza di Trojan che si potrebbe caratterizzare la classe spettrale sono D-type . Ciò suggerisce, in accordo con il modello di Nizza , che i troiani gioviani (così come altri asteroidi della periferia esterna della fascia principale come quelli del gruppo di Hilda ) potrebbero essere resti erosi dei planetesimi presenti nelle prime ere. il Sistema Solare, dislocato in questa zona durante le migrazioni dei pianeti giganti.
Uno studio condotto da team di Franck Marchis' e pubblicato nel 2006 mostra che la densità di asteroidi binari (617) Patroclo è inferiore a quello di acqua di ghiaccio , suggerendo che questa coppia (e, forse, una maggioranza Trojan) potrebbe apparire più come comete o di Kuiper Belt oggetti rispetto agli asteroidi della fascia principale. Da allora questo risultato è stato supportato da studi comparabili su altri Trojan binari. È coerente con lo scenario sopra descritto sull'origine dei Troiani di Giove.
La caratterizzazione delle famiglie collisionali all'interno dei troiani di Giove si è rivelata più difficile che all'interno della fascia principale . Queste difficoltà derivano in parte da limiti statistici legati alla piccola dimensione del campione (i Troiani di Giove sono stati per lungo tempo il secondo gruppo di asteroidi in termini di numero di elementi, dopo la fascia principale, ma nel 2000 ne sono stati numerati solo circa 200), ma anche il confinamento dei troiani intorno ai punti di Lagrange (la limitazione dello spazio delle fasi che porta nel tempo a una sovrapposizione di famiglie).
Gli studi pubblicati alla fine degli anni '80 e poi negli anni '90 o 2000 hanno proposto prima coppie di asteroidi o piccoli ammassi, poi famiglie più grandi. Ma uno studio pubblicato nel 2011 ha successivamente mostrato che, di tutti quelli precedentemente considerati, solo la famiglia Eurybate è risultata statisticamente robusta. Possiamo quindi oggi considerare la famiglia di Euribate come la prima ad essere stata chiaramente identificata all'interno dei Troiani di Giove. Da allora sono state proposte nuove famiglie, soprattutto famiglie che coinvolgono principalmente piccoli Trojan scoperti dopo il 2000.
Due studi di sintesi pubblicati nel 2015 e il 2016, basati rispettivamente su campioni di 4.016 e 5.852 cavalli di Troia, identificano sei famiglie, di cui quattro a L 4 e due in L 5 . Si possono citare in particolare le famiglie di Eurybate (in L 4 , circa 310 membri), Ennomos (in L 5 , circa 100 membri) ed Ettore (in L 4 , circa 90 membri).
La famiglia di Hector sembra raggruppare asteroidi di tipo D, il che la renderebbe la prima famiglia di collisioni di questo tipo identificata nel Sistema Solare.
Nessuna sonda spaziale ha ancora visitato un asteroide troiano su Giove.
Nel 2017, come parte del suo programma Discovery , la NASA ha selezionato la missione Lucy , il cui obiettivo è specificamente lo studio dei troiani di Giove. Il lancio della sonda è previsto perottobre 2021. Il corso della missione prevede il sorvolo di (52246) Donaldjohanson , un asteroide nella fascia principale, quindi il successivo sorvolo di cinque troiani, tra il 2027 e il 2033:
Il responsabile scientifico della missione, Harold F. Levison , è uno dei quattro ricercatori dietro il modello Nice . Questo scenario che descrive la formazione del Sistema Solare prevede, tra l'altro, che i Troiani di Giove sarebbero "fossili" dei primitivi planetesimi all'origine dei pianeti. La missione mira in particolare a consolidare e arricchire questo modello. Il suo nome riecheggia anche questa idea di "ricerca delle origini" evocando Lucy , il famoso fossile di Australopithecus la cui scoperta nel 1974 ha rivoluzionato la nostra conoscenza delle origini umane.