Tubuh berbatu dan sedingin es seukuran Rhode Island sedang bermain mengikuti sang pemimpin dengan planet ketujuh dari Matahari, berdesing di sepanjang orbit Uranus, seperenam revolusi di depan planet itu. Tubuh, sementara dijuluki 2011 QF99, adalah yang pertama dari jenisnya ditemukan lingkaran dengan Uranus. Para peneliti yang melaporkan dalam jurnal Science mendokumentasikan pendeteksiannya dan menunjukkan bahwa itu mungkin tidak sendirian, menjanjikan gambaran yang lebih jelas tentang permainan pinball langit yang sedang berlangsung di wilayah luar tata surya.
Ribuan benda dengan posisi yang sama diketahui ada di sekitar Yupiter; mereka disebut Trojans karena masing-masing diberi nama untuk karakter mitologis dalam Perang Troya. Tetapi para ilmuwan telah meyakini bahwa gaya tarik gravitasi di sekitar Uranus dan Saturnus , khususnya tarikan Jupiter, membuat sahabat yang serupa di sana tidak mungkin.
Apa sebenarnya Trojan itu? Kisah mereka berasal dari abad ke-18, ketika seorang ahli matematika terkenal bernama Joseph-Louis Lagrange menulis esai tentang masalah tiga benda, mengidentifikasi lima posisi di mana efek gravitasi dari suatu benda yang mengorbit benda lain (anggaplah sistem Bumi-Bulan sebagai satu tubuh mengelilingi Matahari) akan memungkinkan tubuh ketiga yang lebih kecil tetap seimbang. Ketika berada di salah satu dari lima Poin Lagrange ini, badan ketiga akan muncul diam relatif terhadap dua lainnya. Tiga dari lima posisi ini, disebut L1, L3 dan L3, akan menjadi tidak stabil - jika tubuh ketiga melayang sedikit saja dari posisi-posisi ini, ia tidak akan pernah bisa pulih dari kesalahan langkah. L1 dan L2 adalah lokasi yang ideal untuk menempatkan satelit buatan yang mempelajari Matahari dan ruang angkasa, meskipun lintasan pesawat ruang angkasa harus terus-menerus diubah sehingga mereka tetap pada titik-titik ini.
Sistem Sun-Earth memiliki lima Poin Lagrange di mana massa ketiga yang lebih kecil dapat tetap diam relatif terhadap Matahari dan Bumi. L2 adalah rumah masa depan dari Teleskop Luar Angkasa James Webb, yang akan melihat keluar ke alam semesta. Gambar melalui NASA / Tim Sains WMAP
Tetapi pada dua Poin Lagrange, dijuluki L4 dan L5, tubuh akan ditarik kembali terlepas dari cara mana ia melayang, menyebabkannya berayun di sekitar titik seperti pesenam di bar yang tinggi. Faktanya, banyak benda - ribuan - dapat menari di sekitar setiap titik dalam wilayah stabilitas memanjang yang berkontur dengan jalur orbit planet ini. Salah satu titik ini berada 60 derajat di depan di jalur orbital itu dan 60 derajat di belakang.
Sistem tiga tubuh lainnya memiliki titik keseimbangan yang sama ini, dan pada tahun 1906 para astronom menemukan asteroid di wilayah L4 orbit Jupiter di sekitar Matahari, menamai tubuh Achilles. Pada tahun-tahun berikutnya, lebih banyak asteroid Trojan ditemukan di sekitar L4 dan L5 Jupiter dan, baru-baru ini, Trojan ditemukan di sepanjang orbit planet lain, termasuk Mars, Neptunus, dan bahkan Bumi.
Tapi tidak ada yang muncul untuk Uranus atau Saturnus - sampai sekarang. Sebagai bagian dari survei Teleskop Kanada-Prancis-Hawaii yang dirancang untuk mencari benda-benda kecil yang mengorbit di luar planet yang paling jauh, Neptunus, tim astronomis melihat 2011 QF99 dalam tiga gambar yang diambil satu jam terpisah di sepetak langit yang sama. Kecerahan objek menunjukkan jarak 60 kilometer dan orbitnya menyematkannya sejauh Uranus, tetapi pengamatan lebih lanjut pada tahun 2011 dan 2012 membedakannya dari Centaur, sebuah badan es yang tidak stabil yang mengorbit Matahari dan kadang-kadang melintasi, tetapi tidak mengikuti atau lead, orbit planet. Studi tim menunjukkan QF99 2011 berlari di depan Uranus seperti anjing dengan tali: Itu adalah L4 Trojan.
"Trojan Uranian bukan fokus survei kami, " kata Mike Alexandersen, seorang astronom di University of British Columbia. "Ketika kami menyadari apa itu, kami seperti 'Whoa, wow.'"
Tidak seperti kebanyakan Trojan lain yang diketahui, yang mengadopsi posisi mereka saat ini lebih awal selama pembentukan tata surya, QF99 2011 mungkin pertama kali adalah Centaur dan ditangkap pada L4 nanti, tertangkap saat bocor ke dalam dari jangkauan yang lebih jauh. Analisis numerik dari detail orbit 2011 QF99 menunjukkan bahwa ia akan tetap sebagai Trojan selama 70.000 tahun sebelum, setelah satu juta tahun atau lebih, bergerak melampaui wilayah stabilitas L4 dan bergabung kembali dengan Centaur.
2011 QF99, lalu, adalah Trojan sementara. Dan simulasi oleh Alexandersen dan timnya , dilaporkan untuk pertama kalinya di koran baru , menemukan bahwa 2011 QF99 tidak sendirian. Sekitar 3 persen dari benda-benda kecil di tata surya luar berbagi orbit dengan Neptunus atau Uranus pada waktu tertentu. "Ada banyak asteroid dan komet terbang di sekitar tata surya, dan banyak dari mereka melintasi orbit planet-planet dan hanya sebagian kecil yang ditangkap, " katanya. Capture adalah “peristiwa dengan probabilitas rendah. Secara intuitif, kami pikir peluangnya bahkan lebih rendah. ”
Sementara Trojan yang lebih permanen memiliki banyak hal untuk dikatakan tentang berdesak-desakan primordial, Trojan sementara - termasuk yang lain ditemukan mengorbit dengan Neptunus dan Bumi - dapat mengungkapkan informasi tentang jumlah Centaur yang menghuni bagian bawah mencapai, bagaimana tepatnya mereka sampai di sana dan jalan apa yang mereka ikuti.
"Benda-benda yang tidak stabil itu, Centaur, sering berubah menjadi komet keluarga Yupiter, yang banyak di antaranya mendekati Bumi dan bisa, pada akhirnya, menimbulkan ancaman dampak, " kata Jonti Horner, seorang astronom di Universitas New South Wales yang tidak tidak terlibat dalam penelitian ini. "Mampu mempelajari benda-benda itu ketika mereka jauh dari Matahari, dan karena itu tidak disembunyikan oleh koma komet, dapat memberi tahu kita banyak tentang komet dan benda lain yang dapat mengancam Bumi."
"Ini adalah penemuan yang sangat menarik bagi saya, dan bagi orang lain yang melihat tubuh kecil tata surya, " tambahnya.
Alexandersen, yang mencatat bahwa risiko dampak sangat rendah, mengatakan hasilnya berbicara seberapa banyak yang masih perlu diketahui tentang tata surya kita. Dia memperkirakan bahwa lebih banyak akan terungkap ketika para astronom terus mendeteksi benda-benda yang lebih kecil. “Jika ada satu Trojan 60 kilometer, maka mungkin ada puluhan Trojan satu kilometer, ” katanya. "Kita belum bisa melihatnya."
