经过十年搜寻 天文学家发现将在轨道上“跟随”地球四千年的特洛伊小行星

在经过十年的搜索后，由来自阿利坎特大学和巴塞罗那大学宇宙科学研究所（ICCUB）的研究员Toni Santana-Ros领导的一个国际天文学家团队证实了迄今为止已知的第二颗地球特洛伊小行星--2020 XL5的存在。 这项研究的结果已经发表在《自然通讯》杂志上。

所有在太阳系周围游荡的天体都会感受到构建太阳系的所有其他大质量天体的引力影响，包括太阳和行星。如果只考虑地球-太阳系统，在牛顿万有引力作用下，互相环绕运动的天体，存在5个平衡点，叫拉格朗日点，所有作用在位于这些点的天体上的力相互抵消。这些区域是非常稳定的区域。地球特洛伊小行星是围绕太阳-地球系统的L4或L5拉格朗日点运行的小天体。

这些结果证实，2020 XL5是迄今为止已知的第二颗瞬态地球特洛伊小行星，一切都表明它将保持特洛伊状态--即它将位于拉格朗日点--四千年，因此它被定性为瞬态。研究人员提供了对该天体体积的估计（直径约一公里，比迄今已知的地球特洛伊小行星，即2010 TK7大，其直径为0.3公里），并对火箭从地球到达该小行星所需的冲力进行了研究。

尽管特洛伊小行星在其他行星上存在已有几十年，如金星、火星、木星、天王星和海王星，但直到2011年才发现第一个地球特洛伊小行星。天文学家们描述了许多探测新的地球特洛伊小行星的观测策略。该出版物的作者Toni Santana-Ros指出：“以前有许多寻找地球特洛伊小行星的尝试，包括现场调查，如美国宇航局OSIRIS-Rex航天器进行的L4区域内的搜索，或日本宇宙航空研究开发机构Hayabusa-2任务进行的L5区域内的搜索。”他补充说，“到目前为止，所有的专门努力都未能发现这个群体的任何新成员。”

这些搜索的低成功率可以用从我们的星球上看到的环绕地球-太阳的L4或L5的天体的几何形状来解释。这些天体通常可以在靠近太阳的地方观测到。因此，在小行星升上地平线和日出之间的观察时间窗口非常小。因此，天文学家将他们的望远镜对准天空中非常低的位置，那里的能见度条件是最差的，而且在观察的几分钟内，即将到来的太阳光使图像的背景光饱和，这是个障碍。

为了解决这个问题，研究小组对能够在这种条件下进行观测的4米望远镜进行了搜索，他们最终从4.3米的Lowel Discovery望远镜（美国亚利桑那州）和由美国国家科学基金会的NOIRLab（智利Cerro Pachón）操作的4.1米SOAR望远镜上获得了数据。

地球特洛伊小行星的发现是非常重要的，因为这些小行星可以保存太阳系形成早期条件的原始记录，因为原始特洛伊小行星在形成过程中可能与行星共轨，它们为太阳系的动态演变增加了限制。此外，地球特洛伊小行星是未来潜在太空任务的理想候选者。

由于L4拉格朗日点与地球共享相同的轨道，它需要一个低的速度变化才能到达。这意味着航天器需要低能量预算来保持与地球的共同轨道，与地球保持一个固定的距离。 Santana-Ros总结说：“地球特洛伊小行星可以成为对太阳系进行高级探索的理想基地；它们甚至可以成为资源的来源。”

发现更多的特洛伊小行星将增强科学家们对这些未知天体动态的了解，并将更好地理解使它们成为瞬态的力学原理。