土星初のトロヤ群小惑星「2019 UO14」を発見 水星以外の全ての惑星でトロヤ群小惑星を発見
ある天体を周回する別の天体には、その周辺に「ラグランジュ点」と呼ばれる、第三の天体が長期間安定して留まれる力学的に安定な5つの点が生じます。特にL4とL5と呼ばれる2点はかなり安定であることが知られており、その場所に存在する小惑星を「トロヤ群小惑星」と呼びます。 今日の宇宙画像 しかし一方で、近くに他の惑星があれば、その重力の影響でトロヤ群小惑星の不安定さが増し、数が少なくなります。現に、太陽系で2番目に大きな惑星である「土星」には、これまで1個もトロヤ群小惑星が見つかっていませんでした。 マカオ科学技術大学の許文韜氏などの研究チームは、2019年に発見された小惑星「2019 UO14」の軌道を解析しました。その結果、2019 UO14は土星のL4ラグランジュ点に存在するトロヤ群小惑星であることが明らかにされ、土星で初となるトロヤ群小惑星の発見となりました。これで、トロヤ群小惑星が存在しないと予測されている水星以外の全ての惑星で、1個以上のトロヤ群小惑星が見つかったことになります。
土星のラグランジュ点にある「トロヤ群小惑星」はこれまで未発見
SF作品が好きな方なら、スペースコロニーの置き場所として「ラグランジュ点」という言葉を聞いたことがあるかもしれません。ラグランジュ点とは、ある天体を周回する別の天体に対し、第三の天体が長期間安定して留まることができる力学的に安定な点を指します。ラグランジュ点は5点存在しますが、L4とL5と呼ばれる2点は特に安定であることが知られています（※1）。 ※1…これに対してL1～L3はやや不安定です。L2に存在するジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡のように、人工物ならば姿勢制御で長期間その場所に留まれますが、そのような制御ができない自然天体が長期間留まる可能性は考えられていません。 例えば太陽と地球のラグランジュ点の場合、太陽と地球を頂点とする正三角形を2つ描けます。新たに生じる頂点のうち、地球に先んじて公転軌道を進んで見えるものをL4、地球を追いかけるように公転軌道を進んで見えるものをL5と呼びます。この2点は相当安定であることから、小惑星は長期間に渡って地球との位置を保ったまま、似たような公転軌道で太陽の周りを周回しているように見えます。そのような小惑星は「トロヤ群小惑星」と呼ばれます。 トロヤ群という名は、木星のラグランジュ点で見つかった小惑星に、ギリシャ神話のトロイア戦争の英雄に因んだ命名をするという働きかけがあったためであり、現在でも発見例の大半は木星のトロヤ群小惑星です。しかし1991年に火星で初めてトロヤ群小惑星が発見されたことを皮切りに、今では木星以外の惑星でもトロヤ群小惑星が見つかっています。 トロヤ群小惑星の数は、その惑星の重力が強いほど多くなる傾向にあります。また、地球から遠かったり、太陽や銀河面などで背景が明るければ観測が難しくなります。このため、各惑星でトロヤ群小惑星の発見数は大きく異なります。特に、トロヤ群小惑星の研究の中で課題とされていたのが土星でした。土星は太陽系で2番目に大きな惑星であり、重力の強さはトロヤ群小惑星を保持するのに十分です。しかし、土星の近くを木星が周回しており、その重力で幅広い領域の小惑星の軌道をかき乱します。このためかなり以前から、土星のL4とL5はさほど安定ではないことが予測されていました。 2013年には、土星と同じく、L4とL5が不安定であると予測されていた天王星で初めてトロヤ群小惑星が発見されましたが、土星のトロヤ群小惑星は、それから10年余り経っても報告がありませんでした。しかしそれでも、土星のトロヤ群小惑星は皆無ではないという予測が根強くありました。
