Trojaanse asteroïden zijn een fascinerend iets. Terwijl de meest bekende degenen zijn die in een baan om Jupiter draaien (rond de L4- en L5 Lagrange-punten), hebben Venus, Aarde, Mars, Uranus en Neptunus ook populaties van deze asteroïden. Natuurlijk zijn deze rotsachtige objecten een brandpunt voor veel wetenschappelijk onderzoek, omdat ze ons veel kunnen vertellen over de vorming en vroege geschiedenis van het zonnestelsel.
En dankzij een internationaal team van astronomen is nu vastgesteld dat de Trojaanse asteroïden die in een baan om Mars draaien waarschijnlijk de overblijfselen zijn van een mini-planeet die miljarden jaren geleden door een botsing is vernietigd. Hun bevindingen worden gedetailleerd beschreven in een paper dat zal worden gepubliceerd in De maandelijkse aankondigingen van de Royal Astronomical Society later deze maand.
Omwille van hun studie onderzocht het team - dat werd geleid door Galin Borisov en Apostolos Christou van de Armagh Observatory and Planetarium in Noord-Ierland, de samenstelling van Marian Trojans. Dit bestond uit het gebruik van spectrale gegevens verkregen door de XSHOOTER-spectrograaf op de Very Large Telescope (VLT) en fotometrische gegevens van de twee meter lange telescoop van het National Astronomical Observatory en de William Herschel-telescoop.
Ze onderzochten met name twee leden van de Eureka-familie - een groep Martiaanse trojans op het L5-punt van de planeet. Hier bevinden zich acht van de negen bekende Trojaanse paarden van Mars in stabiele banen (de andere bevindt zich op L4) en zijn genoemd naar de eerste Martiaanse Trojaan ooit ontdekt - 5261 Eureka. Zoals alle Trojaanse paarden, wordt aangenomen dat de Eureka's sinds de vorming van het zonnestelsel om de aarde cirkelen.
In feite hebben astronomen al geruime tijd vermoed dat de Martiaanse Trojanen de overlevenden zouden kunnen zijn van een vroege generatie planetesimalen waaruit het innerlijke zonnestelsel is ontstaan. Zoals Dr. Christou via e-mail aan Space Magazine vertelde:
“[De Trojaanse familie] is uniek in het zonnestelsel, in meer dan één opzicht. In tegenstelling tot elke andere familie die bestaat in de Main Asteroid Belt tussen Mars en Jupiter, bestaat het uit asteroïden die rijk zijn aan olivijn. Ook zijn de asteroïden <2 km breed, veel kleiner dan we bij andere families kunnen zien, vooral omdat ze veel dichter bij de aarde staan dan andere asteroïden. Ten slotte is het de familie die we het dichtst bij de zon kennen, en dit heeft implicaties voor hoe deze zich heeft gevormd doordat de kleine maar voortdurende werking van zonlicht mogelijk een rol heeft gespeeld. ”
Na het combineren van spectrografische en fotometrische gegevens over deze asteroïden, ontdekte het team dat ze rijk waren aan het mineraal olivijn - een magnesiumijzersilicaat dat een primair onderdeel is van de aardmantel en (naar men aanneemt) andere aardse planeten. Dit was een ongebruikelijke vondst wat asteroïden betreft, maar het was nog interessanter in vergelijking met 5261 Eureka zelf - die ook een olivijnrijke samenstelling heeft.
Aangezien de Eureka-asteroïden ook vergelijkbare banen hebben, concludeerde het team dat elk lid van deze familie waarschijnlijk een gemeenschappelijke samenstelling heeft - en dus een gemeenschappelijke oorsprong. Deze bevindingen kunnen drastische gevolgen hebben voor zowel de oorsprong van Martiaanse Trojaanse paarden als de oorsprong van het innerlijke zonnestelsel. Christou legde uit:
"De aanwezigheid van asteroïden met blootgesteld olivijn op hun oppervlak beperkt de reeks gebeurtenissen die tot de vorming van Mars hebben geleid. Olivijn vormt zich binnen objecten die groot genoeg zijn geworden om te differentiëren in een korst, mantel en kern. Daarom moeten deze objecten gevormd zijn voordat Mars dat deed en beschikbaar waren om deel te nemen aan de vorming van Mars. Om de olivijn bloot te leggen, is het noodzakelijk om deze objecten door botsingen te breken. Ons lopende werk geeft aan dat dit onwaarschijnlijk is gebeurd nadat het zonnestelsel in zijn huidige configuratie is neergestreken, daarom moet er een periode van intense botsingsevolutie zijn geweest tijdens het proces van planeetvorming. ”
Met andere woorden, als Mars zou zijn gevormd uit verschillende soorten materiaal die met elkaar waren vermengd, zouden deze asteroïden monsters zijn van de oorspronkelijke bron - d.w.z. planetesimalen. Door deze asteroïden verder te onderzoeken, zullen wetenschappers meer te weten kunnen komen over het proces waardoor Mars is ontstaan en (zoals Christou zegt) ons kunnen helpen 'de Martiaanse omelet te ontcijferen'.
Dit onderzoek zal waarschijnlijk ook veel onthullen over de vorming van de aarde en de andere terrestrische planeten van het zonnestelsel. Soortgelijke inspanningen zullen worden geleverd met de aanstaande Lucy-missie van NASA, die naar verwachting in oktober 2021 zal worden gelanceerd. Tussen 2027 en 2033 zal deze sonde de Trojaanse populatie van Jupiter bestuderen en informatie verkrijgen over zes van de geologie van de asteroïde, oppervlaktekenmerken, composities, massa's en dichtheden om meer te weten te komen over hun oorsprong.
