Астрономы обнаружили два новых астероида, скрывавшихся за орбитой Нептуна
Астрономы обнаружили два новых троянских астероида, движущихся вокруг Солнца по орбите Нептуна примерно в 60 градусах позади планеты. Открытие, сделанное с помощью обсерватории имени Веры Рубин в Чили, удвоило число известных долгоживущих астероидов в этой области — с двух до четырёх. Расчёты показали, что новые объекты могут сохранять свои орбиты на протяжении миллиардов лет.
Открытые астероиды получили обозначения 2025 MH348 и 2025 NN80. Они относятся к так называемым троянским астероидам Нептуна — небольшим небесным телам, которые обращаются вокруг Солнца с тем же периодом, что и планета. Такие объекты находятся вблизи двух устойчивых областей, связанных с точками Лагранжа L4 и L5, расположенных примерно на 60 градусов впереди и позади Нептуна.
Большинство известных троянских астероидов Нептуна обнаружено в передней области L4. Наблюдать заднюю группу L5 долгое время было гораздо сложнее. Более 15 лет при наблюдении с Земли эта область неба находилась на фоне плотных звёздных полей Млечного Пути, в том числе в направлении его центра. Из-за огромного количества фоновых звёзд обнаружение слабых движущихся объектов было затруднено.
К 2025 году положение области L5 стало более благоприятным для наблюдений. Во время проверочных наблюдений обсерватории имени Веры Рубин исследователи обнаружили 2025 MH348 21 июня, а 2025 NN80 — 7 июля. Тогда же был найден ещё один объект, 2025 MD138, который пока считается кандидатом в троянские астероиды.
Для проверки открытия учёные объединили новые наблюдения с архивными данными телескопа Pan-STARRS1. Это позволило уточнить орбиты двух подтверждённых астероидов и рассчитать их дальнейшее движение.
Исследователи построили по 100 возможных траекторий для каждого объекта с учётом погрешностей измерений. Затем с помощью компьютерного моделирования проследили их эволюцию на протяжении миллиарда лет под действием гравитации Солнца и четырёх планет-гигантов.
Все 200 смоделированных траекторий сохранили орбитальный резонанс с Нептуном. Это указывает на высокую долговременную устойчивость открытых астероидов. Учёные предполагают, что такие тела могли оказаться на своих орбитах ещё на ранних этапах формирования Солнечной системы.
С третьим объектом, 2025 MD138, ситуация оказалась менее определённой. Его наблюдали всего 38 дней, поэтому параметры орбиты известны с большой погрешностью. Лишь 23 из 100 рассчитанных вариантов сохраняли устойчивый троянский резонанс в течение миллиарда лет. Для окончательного подтверждения его принадлежности к этой группе потребуются дополнительные наблюдения.
Ещё одной особенностью двух новых астероидов стало значительное наклонение их орбит к плоскости Солнечной системы — примерно 29 градусов. Все четыре известных долгоживущих троянских астероида в области L5 имеют наклонение более 25 градусов. Это может быть связано с особенностями гравитационной устойчивости таких орбит, однако четырёх объектов пока недостаточно для окончательных выводов.
Астрономы также измерили цветовые характеристики новых астероидов. Они оказались менее красными, чем некоторые ранее изученные троянские астероиды Нептуна. При этом совокупные характеристики объектов из областей L4 и L5 согласуются между собой, что поддерживает предположение об их происхождении из общей первоначальной популяции малых тел.
Ранее исследователи уже обнаруживали необычно красные троянские астероиды Нептуна, поверхность которых может сохранять информацию об условиях ранней Солнечной системы. Новые наблюдения помогут лучше понять, каким образом эти объекты оказались на нынешних орбитах и какую роль в их распределении сыграла миграция планет-гигантов.
Авторы ожидают, что десятилетний обзор неба LSST, проводимый обсерваторией имени Веры Рубин, позволит обнаружить ещё десятки или сотни троянских астероидов в области L5. Значительное увеличение выборки даст возможность точнее сравнить две группы и проверить существующие модели формирования внешней Солнечной системы.
Результаты исследования в журнале The Astrophysical Journal Letters.