木星トロヤ群

太陽系内部の小惑星と木星

木星トロヤ群  ヒルダ小惑星

小惑星帯  惑星の軌道

木星のトロヤ群は、軌道上で木星の前に位置するギリシャ陣営と木星の後ろに位置するトロヤ群の 2 つのグループに分けられます。

木星トロヤ群は、一般的にトロヤ小惑星または単にトロヤ群と呼ばれ、太陽の周りを木星の軌道を共有する小惑星の大きなグループです。木星に対して、各トロヤ群は木星の安定ラグランジュ点の1つ、すなわち木星の軌道上で木星より60°前方にあるL ₄または60°後方にあるL _{5 の}周りを秤動します。木星トロヤ群は、これらのラグランジュ点の周囲に、平均半径約5.2  AUの2つの細長い湾曲した領域に分布しています。^{[ 1 ]}

木星で最初に発見されたトロヤ群小惑星588アキレスは、1906年にドイツの天文学者マックス・ヴォルフによって発見されました。^{[ 2 ]} 2025年10月現在、15,300個以上の木星トロヤ群小惑星が発見されています。 ^{[ 3 ]}慣例的に、トロヤ群小惑星はギリシャ神話のトロイア戦争の登場人物にちなんで命名されており、これが「トロヤ群」の由来となっています。直径1kmを超える木星トロヤ群小惑星の総数は約100万個と考えられており、^{[ 1 ]}これは小惑星帯にある直径1kmを超える小惑星の数とほぼ等しくなります。^{[ 4 ]}メインベルト小惑星と同様に、木星トロヤ群小惑星は族を形成しています。^{[ 5 ]}

2004年現在、多くの木星トロヤ群小惑星は観測機器によって赤みがかった特徴のないスペクトルを持つ暗い天体として観測されている。表面に水やその他の特定の化合物が存在するという確固たる証拠は得られていないが、太陽の放射によって形成された有機ポリマーであるソリンで覆われていると考えられている。 ^{[ 6 ]}木星トロヤ群小惑星の密度（連星系や自転光曲線の研究によって測定）は0.8～2.5 g·cm ⁻³である。^{[ 5 ]}木星トロヤ群小惑星は、太陽系形成の初期段階、またはそれより少し後の巨大惑星の移動中に軌道に捕らえられたと考えられている。 ^{[ 5 ]}

「トロヤ群小惑星」という用語は、特に木星の軌道を周回する小惑星を指しますが、一般的な用語「トロヤ群」は、より大きな天体と同様の関係にある太陽系の他の小天体にも広く適用されることがあります。火星トロヤ群、海王星トロヤ群、天王星トロヤ群、地球トロヤ群の存在が知られています。^{[ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]}一時的な金星トロヤ群と土星トロヤ群、そして1ケレスと4ベスタも存在します。「トロヤ群小惑星」という用語は、通常、特に木星トロヤ群を指すと理解されています。これは、最初のトロヤ群が木星の軌道付近で発見され、現在木星には最も多くのトロヤ群が存在するためです。^{[ 3 ]}

観察履歴

マクシミリアン・フランツ・ヨーゼフ・コルネリウス・ヴォルフ（1890年）—最初のトロイア海峡の発見者

1772年、イタリア生まれの数学者ジョゼフ＝ルイ・ラグランジュは、制限三体問題を研究する中で、惑星と軌道を共有しながらもその60°前方または後方に位置する小天体は、これらの点の近くに閉じ込められると予測した。^{[ 2 ]}閉じ込められた天体は、オタマジャクシ軌道または馬蹄軌道で平衡点の周りをゆっくりと振動する。^{[ 10 ]}_{これらの先行点と後続点は、 L4}ラグランジュ点とL5_{ラグランジュ}点と呼ばれる。^{[ 11 ] [注1 ]}ラグランジュ点に閉じ込められた最初の小惑星は、ラグランジュの仮説から1世紀以上経ってから観測された。木星に関連する小惑星が最初に発見された。^{[ 2 ]}

1904年、 E・E・バーナードはトロヤ群天体12126ケルシダマス（当時はA904 RDと識別）を初めて観測したが、当時は彼も他の研究者もその重要性を理解していなかった。 ^{[ 12 ]}バーナードは、当時空でわずか2分角しか離れていなかった、当時発見されたばかりの土星の衛星フェーベ、あるいは小惑星だった可能性もあると考えていた。この天体の正体は、1999年に軌道が計算されるまで解明されていなかった。^{[ 12 ]}

トロヤ群小惑星の発見として初めて認められたのは1906年2月で、ハイデルベルク＝ケーニヒシュトゥール国立天文台の天文学者マックス・ヴォルフが太陽・木星系の_L4ラグランジュ点に小惑星を発見し、後に588アキレスと名付けられた。^{[ 2 ]} 1906年から1907年にかけて、同じくドイツの天文学者アウグスト・コップフがさらに2つの木星トロヤ群小惑星（624ヘクトールと617パトロクロス）を発見した。^{[ 2 ]}ヘクトールはアキレスと同様にL4群（惑星の軌道上で惑星の「前方」）に属し_{、パトロクロスはL5}ラグランジュ点（惑星の「後方」）に位置することが知られる最初の小惑星であった。 ^{[ 13 ]} 1938年までに11個の木星トロヤ群小惑星が検出されていた。^{[ 14 ]}この数は1961年にようやく14に増加しました。^{[ 2 ]}機器の改良に伴い発見率が急速に上昇し、2000年1月までに合計257個が発見されました。^{[ 11 ]} 2003年5月までにその数は1,600個に増加しました。^{[ 15 ]} 2025年10月現在、木星のトロヤ群小惑星はL4に9,694個、L5に5,628個存在することが分かっ_ています。^{[ 16 ]}

命名法

_木星のL4とL5_点にあるすべての小惑星にトロイア戦争の有名な英雄の名を付けるという習慣は、ウィーンのヨハン・パリサによって提案されたもので、彼は初めてそれらの軌道を正確に計算した人物である。^{[ 2 ]}

先行軌道（L4）にある小惑星はギリシャの英雄（「ギリシャノードまたは陣営」または「アキレスグループ」）にちなんで命名され_、後続軌道（ L5）にある小惑星_はトロイの英雄（「トロイノードまたは陣営」）にちなんで命名されている。^{[ 2 ]}小惑星617パトロクロスと624ヘクトールはギリシャ/トロイのルールが考案される前に命名されたため、トロイノードには「ギリシャのスパイ」パトロクロスが、ギリシャノードには「トロイのスパイ」ヘクトールが存在することになった。^{[ 14 ] [ 17 ]}

2018年、国際天文学連合はウィーンで開催された第30回総会で、木星のトロヤ群小惑星の命名規則を改正し、Hが12より大きい（つまり、アルベドを0.057と仮定して、平均直径が約22キロメートルより小さい）小惑星にオリンピック選手の名を冠することを認めた。これは、トロイア戦争で戦ったギリシャ人とトロイア人の戦士の名前よりもはるかに多くの木星のトロヤ群小惑星が知られているためである。^{[ 18 ]} 2025年6月現在、24の木星のトロヤ群小惑星がアスリートにちなんで命名されている。^{[ 19 ]}

オリンピック選手にちなんで名付けられた木星のトロヤ群小惑星のリスト（2025年6月現在）

小惑星 命名引用 参考文献 22010 クズミナ アナスタシア・クズミナ（1984年生まれ）は、ロシア生まれのスロバキアのバイアスロン選手で、2008年12月からスロバキア代表として出場している。彼女は、冬季オリンピック3大会連続（2010年バンクーバー、2014年ソチ、2018年平昌）で金メダルを獲得した初のバイアスロン選手である。 IAU  · 22010 24426 ベロヴァ エレナ・ドミトリエヴナ・ノビコワ＝ベロワ（1947年生まれ）はベラルーシ出身の引退したフェンシング選手で、1968年から1980年にかけて5回のオリンピックで4つの金メダルを獲得した初の女性となった。2007年に国際オリンピック委員会からピエール・ド・クーベルタン・メダルを授与された。 IAU  · 24426 25937 マリシュ アダム・マリシュ（1977年生まれ）は、ポーランド出身のスキージャンプ選手で、ソルトレークシティオリンピック（2002年）とバンクーバーオリンピック（2010年）で複数のメダルを獲得しました。また、世界選手権とワールドカップで4度の優勝を果たし、ポーランドにおけるスキージャンプの普及に貢献しました。 IAU  · 25937 25938 ストッホ カミル・ストッホ（1987年生まれ）はポーランドのスキージャンプ選手で、2度のオリンピック（2014年と2018年）で金メダル3個、世界選手権（2013年、2017年、2019年）で複数のメダルを獲得しています。また、4ヒルズトーナメントでも3度の優勝を果たしています。 IAU  · 25938 28958 ビンズ ヒルダ・メイ（トロク）・ビンズ （1945年生まれ）は、1968年にテルアビブでカナダ初のパラリンピック金メダルを獲得した引退したマルチスポーツ選手です。彼女は2回のパラリンピックで合計6個のメダルを獲得し、その他の国内外の大会でも数多くのメダルと栄誉を獲得しました。 IAU  · 28958 39285 キプケイノ キプチョゲ・ケイノ （1940年生まれ）は、1968年オリンピックの1500メートル走で、記録的な20メートル差で優勝しました。彼の陸上選手としてのキャリアは1962年から1973年まで続きました。引退後は、妻フィリスと共にケニアの孤児の教育と支援に尽力しました。2016年には、スポーツを通じた教育、文化、開発、平和への貢献が認められ、初のオリンピック・ローレルを受賞しました。 IAU  · 39285 39795 マーソン ロベルト・マルソン（1944年～2011年）は、1964年から1976年にかけて4大会に出場し、合計26個のメダルを獲得した多才なアスリートでした。1968年のパラリンピックでは、金メダル10個を獲得し、優秀選手に選ばれました。2012年には国際パラリンピック殿堂入りを果たしました。 IAU  · 39795 43212 かとさわお 加藤澤雄（1946年生まれ）は、1968年から1976年にかけて3度のオリンピックに出場し、体操競技で金メダル8個を含む計12個のメダルを獲得しました。これは日本のオリンピック選手として最多の記録です。2001年には国際体操殿堂入りを果たしました。 IAU  · 43212 43436 アンスシュート ヨハンナ・“アンス”・ブエケマ＝シュット（1944年生まれ）は、1968年オリンピックでオランダ代表チームの一員としてスピードスケートのオリンピック記録を樹立しました。翌年には国際大会で数々の世界記録を樹立しました。1971年に引退しました。 IAU  · 43436 111571 ベベビオ ベアトリス・マリア・アデレーデ・マルツィア・ヴィオ（1997年生まれ）、通称ベベ・ヴィオは、イタリアの車いすフェンシング選手です。彼女は2014年と2016年のヨーロッパ選手権、2015年と2017年の世界選手権、そして2016年と2020年のパラリンピックでフルーレBカテゴリーで優勝しました。彼女の情熱と人生への喜びは、困難な病を乗り越え、立ち直り、再生した素晴らしい例です。 IAU  · 111571 171424 ルディフェルナンデス ロドルフォ・「ルディ」・フェルナンデス・ファレス（1985年生まれ）は、レアル・マドリード所属のスペイン人バスケットボール選手です。世界選手権2回（2006年、2019年）、大陸選手権4回（2009年、2011年、2015年、2022年）、オリンピック準優勝3回（2008年と2012年で銀メダル、2016年で銅メダル）を誇ります。NBAではポートランド・シティとデンバー・ナゲッツで活躍しました。 IAU  · 171424 247341 シャウラダニー シャウル・ポール・ラダニー（1936年生まれ）は、1968年と1972年のオリンピックでイスラエル代表として競歩選手として出場し、1972年4月に50マイル競歩の世界記録を樹立しました。彼はホロコースト、そして後にミュンヘンオリンピックでの虐殺を生き延びました。2007年にはピエール・ド・クーベルタン・メダルを受賞し、2012年には国際ユダヤ人スポーツ殿堂入りを果たしました。 IAU  · 247341 264119 ジョージオートン ジョージ・ワシントン・オートン （1873年～1958年）は中長距離走者でした。1900年、彼はカナダ人として初めてオリンピックでメダルを獲得しました。 IAU  · 264119 306001 ジョアンヤネラス ジョアン・リャネラス・ロセジョ（1969年生まれ）は、スペイン出身の自転車競技選手で、オリンピックで2度、世界選手権で7度優勝しました。1996年から2008年にかけて4度のオリンピックに出場し、シドニー2000で金メダル、アテネ2004で銀メダル、北京2008で金銀メダルと、計4個のメダルを獲得しました。 JPL  · 306001 310025 マーカスクーパー マーカス・クーパー・ワルツ（1994年生まれ）は、イギリス生まれのスペイン出身のフラットウォーターカヌー選手です。オリンピックには3回出場し、3つのメダルを獲得しています。リオデジャネイロ2016（カヌー1000m）で金メダル、東京2020（カヌー4500m）で銀メダル、パリ2024（カヌー4500m）で銅メダルです。 IAU  · 310025 312001 シオバンハウゲイ シオーバン・ホーギー（1997年生まれ）は、香港出身の著名な水泳選手で、自由形と個人メドレーを専門としています。彼女はこれまでに香港記録を99個、アジア記録を23個保持しています。また、香港選手として初めてオリンピックで4つのメダルを獲得しました。 IAU  · 312001 312627 ブリギッテヤグエ ブリジット・ヤグエ・エンリケ（1981年生まれ）は、スペイン出身のテコンドー選手で、2012年ロンドンオリンピックで銀メダルを獲得しました。彼女は2003年、2007年、2009年に世界選手権で優勝し、1998年、2002年、2004年、2008年にはヨーロッパ選手権でも優勝しました。ブリジットは2010年に英国王立スポーツ功労勲章金メダルを授与されました。 IAU  · 312627 315941 エレナゴメス エレナ・ゴメス・セルベラ（1985年生まれ）は、2002年ハンガリーで開催された世界選手権で床運動で金メダルを獲得し、世界チャンピオンに輝いた唯一のスペイン人体操選手です。彼女は公式国際大会で11個のメダルを獲得しており、これはスペイン女子体操選手の記録です。彼女は2004年アテネオリンピックで5位に終わったスペインチームのメンバーでした。 IAU  · 315941 542246 クルチャール ギュゾー・クルチャール（1940年～2018年）はハンガリー出身のフェンシング選手で、1964年から1976年までの4回のオリンピックでエペ種目で金メダル4個と銅メダル2個を獲得しました。また、ハンガリーチームの一員として世界選手権を3回制覇しました。引退後はフェンシングコーチとして活躍し、彼の指導を受けた選手の中には2人のオリンピックチャンピオンもいます。 IAU  · 542246 545564 サボニス アルヴィダス・サボニス（1964年生まれ）は、引退したリトアニアのプロバスケットボール選手であり、実業家でもある。サボニスは1988年夏季オリンピックで金メダル、1992年と1996年のオリンピックで銅メダルを獲得した。 IAU  · 545564 546275 コザック ダヌータ・コザック（1987年生まれ）はハンガリーのスプリントカヌー選手で、2008年から2021年にかけて4回のオリンピックで金メダル6個、銀メダル1個、銅メダル1個を獲得しました。また、世界選手権で金メダル15個、ヨーロッパ選手権で金メダル17個を獲得しました。 IAU  · 546275 567329 ジナイダ ジナイダ・ヴォロニナ（本名：ジナイダ・ボリソヴナ・ドルジニナ、1947年 - 2001年）は、体操競技史上初のオリンピック金メダリストとなった体操選手である。1968年メキシコシティオリンピックで金、銀、銅メダルを獲得した。 JPL  · 567329 573759 ロシェバ ニーナ・ロチェワ（本名ニーナ・ペトロヴナ・セリュニナ、1948年 - 2022年）は、マリスポーツ史上初の世界チャンピオンとなったクロスカントリースキー選手でした。彼女は、ニューヨーク州レークプラシッドで開催された1980年冬季オリンピックの4×5kmリレーで銀メダルを獲得しました。 IAU  · 573759 601227 アマン シモン・アマン （1981年生まれ）はスイス出身のスキージャンプ選手です。彼はスキージャンプの歴史において最も成功を収めたアスリートの一人であり、2002年と2010年の冬季オリンピックで個人種目で4つの金メダルを獲得しています。その他の功績としては、2007年スキージャンプ世界選手権と2010年スキーフライング世界選手権での優勝があります。 IAU  · 601227

数と質量

地球のラグランジュ点を示す重力ポテンシャル等高線図。L4_とL5_はそれぞれ地球の前方（上）と後方（下）に位置します。木星のラグランジュ点も同様に、はるかに大きな軌道上に位置しています。

木星トロヤ群小惑星の総数は、空の限られた領域を深く調査した結果に基づいて推定されている。_[ ^{1 ] L4}群には、直径2 kmを超える小惑星が16万～24万個、直径1 kmを超える小惑星が約60万個あると考えられている。^{[ 1 ] [ 11 ]} _L5群に同数の天体が含まれているとすれば、大きさが1 km以上である木星トロヤ群小惑星は100万個以上あることになる。絶対等級9.0より明るい天体については、おそらくすべてが揃っていると考えられる。^{[ 15 ]}これらの数は、小惑星帯にある同程度の小惑星の数とほぼ同じである。^{[ 1 ]}木星トロヤ群小惑星の総質量は、地球の質量の0.0001、または小惑星帯の質量の5分の1と推定されている。^{[ 11 ]}

さらに最近の2つの研究は、上記の数値が木星トロヤ群星の数を数倍も過大評価している可能性があることを示唆している。この過大評価の原因は、(1)木星トロヤ群星のアルベドが全て約0.04と低いのに対し、小天体の平均アルベドは0.12にも達するという仮定、^{[ 20 ]} (2)木星トロヤ群星の天空における分布に関する誤った仮定である。^{[ 21 ]}新しい推定によると、直径2kmを超える木星トロヤ群星の総数は、L4群とL5群で_それぞれ6,300 _± 1,000個と3,400±500個である。^{[ 21 ]}小さな木星トロヤ群星が大きな木星トロヤ群星よりも反射率が高いとすれば、これらの数は2分の1に減少することになる。^{[ 20 ]}

_L4群で観測される木星トロヤ群の数は、_L5群で観測される数よりもわずかに多い。最も明るい木星トロヤ群では、2つの種族間で数にほとんど差が見られないため、この差は観測バイアスによるものと考えられる^{[ 5 ]} _{。一部のモデルでは、 L4群はL5}群よりもわずかに安定している可能性があることが示唆されている^{[ 10 ]}。

木星トロヤ群星の中で最大のものは624ヘクトルで、平均直径は203±3.6kmである。^{[ 15 ]}木星のトロヤ群星全体と比較すると、大型のトロヤ群星の数は少ない。サイズが小さくなるにつれて、木星トロヤ群星の数は84kmまで急速に増加し、小惑星帯よりもはるかに多い。直径84kmは、アルベドを0.04と仮定すると、絶対等級9.5に相当する。4.4～40kmの範囲内では、木星トロヤ群星のサイズ分布は、メインベルト小惑星の分布に似ている。より小型の木星トロヤ群星の質量については何も分かっていない。^{[ 10 ]}サイズ分布から、小型のトロヤ群星は、大型の木星トロヤ群星の衝突によって生成された可能性があることが示唆されている。^{[ 5 ]}

木星最大のトロヤ群

トロイの木馬	直径（km）
624 ヘクトル	225
617 パトロクロス	140
911 アガメムノン	131
588 アキレス	130
3451 メンター	126
3317 パリ	119
1867 デイポボス	118
1172 アネアス	118
1437 ディオメデス	118
1143 オデュッセウス	115
出典: JPL小天体データベース、NEOWISEデータ

軌道

624 ヘクトル（青）の軌道を木星（外側の赤い楕円）の軌道と対比させたアニメーション

木星トロヤ群小惑星の軌道半径は5.05から5.35 AU（平均軌道長半径は5.2 ± 0.15 AU）で、2つのラグランジュ点の周りの細長い湾曲した領域に分布しています。^{[ 1 ]}各群小惑星は木星の軌道に沿って約26°伸びており、総距離は約2.5 AUです。^{[ 11 ]}群小惑星の幅はヒル半径の2倍にほぼ等しく、木星の場合は約0.6 AUです。^{[ 10 ]}木星トロヤ群小惑星の多くは、木星の軌道面に対する軌道傾斜角が大きく、最大40°に達します。 ^{[ 11 ]}

木星トロヤ群小惑星は木星から一定の距離を保っていません。それぞれの平衡点の周りをゆっくりと秤動しており、周期的に木星に近づいたり遠ざかったりします。^{[ 10 ]}木星トロヤ群小惑星は通常、ラグランジュ点の周りをオタマジャクシ軌道と呼ばれる軌道を描きます。秤動の平均周期は約150年です。^{[ 11 ]}秤動の振幅（木星軌道に沿ったもの）は0.6°から88°まで変化し、平均は約33°です。^{[ 10 ]}シミュレーションによると、木星トロヤ群小惑星は、あるラグランジュ点から別のラグランジュ点に移動する際に、さらに複雑な軌道を描くことがあり、これらは馬蹄軌道と呼ばれます（現在、このような軌道を持つ木星トロヤ群小惑星は知られていませんが、海王星には馬蹄軌道が知られています）。^{[ 10 ]}

動的族と連星

木星トロヤ群における力学ファミリーの識別は、小惑星帯におけるものよりも困難です。なぜなら、木星トロヤ群は、位置の可能な範囲がはるかに狭いためである。つまり、群は全体の群と重なり合ったり、合体したりする傾向があるということです。2003年までに、約12の力学ファミリーが特定されました。木星トロヤ群は、小惑星帯のファミリーよりもはるかに小さく、最大のファミリーであるメネラウス群は、わずか8つのメンバーで構成されています。^{[ 5 ]}

2001年、617パトロクロスは木星のトロヤ群小惑星として初めて連星系であることが確認された。^{[ 22 ]}連星系の軌道は650kmで、主小惑星のヒル球面の35,000kmと比べて非常に近い。^{[ 23 ]}木星のトロヤ群小惑星の中で最大の624ヘクトルは、おそらく衛星との接触連星である。 ^{[ 5 ] [ 24 ] [ 25 ]}

物理的特性

トロヤ624ヘクトル（図示）は、準惑星の冥王星と明るさが似ています。

木星トロヤ群は不規則な形状の暗黒天体である。その幾何学的アルベドは、一般的に3～10%の範囲で変化する。^{[ 15 ]}平均値は、57 kmを超える天体では0.056 ± 0.003 ^{[ 5 ]} 、 25 km未満の天体では0.121 ± 0.003（Rバンド）である。^{[ 20 ]}小惑星4709エンノモスは、既知の木星トロヤ群の中で最も高いアルベド（0.18）を有する。^{[ 15 ]}木星トロヤ群の質量、化学組成、自転、その他の物理的特性についてはほとんど分かっていない。^{[ 5 ]}

回転

木星トロヤ群小惑星の自転特性はよく分かっていない。72個の木星トロヤ群小惑星の自転光曲線を解析した結果、平均自転周期は約11.2時間であったのに対し、小惑星帯の小惑星の対照サンプルの平均自転周期は10.6時間であった。 ^{[ 26 ]}木星トロヤ群小惑星の自転周期分布はマクスウェル関数によく近似しているように見えるが^{[注 2 ]}、主小惑星帯小惑星の分布は非マクスウェル関数であり、8～10時間の範囲で周期の欠損が見られることがわかった。^{[ 26 ]}木星トロヤ群小惑星の自転周期のマクスウェル分布は、小惑星帯と比較して、より強い衝突進化を遂げてきたことを示している可能性がある。^{[ 26 ]}

2008年、カルヴィン大学の研究チームは、偏りのない10個の木星トロヤ群小惑星の光度曲線を解析し、自転周期の中央値が18.9時間であることを発見しました。この値は、同程度のサイズのメインベルト小惑星（11.5時間）の値よりも大幅に高いものでした。この差は、木星トロヤ群小惑星の平均密度が低いことを意味している可能性があり、カイパーベルトで形成された可能性を示唆しています（下記参照）。^{[ 27 ]}

構成

分光学的に、木星のトロヤ群小惑星のほとんどはD型小惑星であり、小惑星帯の外側の領域で優勢である。^{[ 5 ]}少数はP型またはC型小惑星に分類される。^{[ 26 ]}これらのスペクトルは赤色（より長い波長でより多くの光を反射することを意味する）または中性で特徴がない。^{[ 15 ]} 2007年時点で、水、有機物、またはその他の化合物の確固たる証拠は得られていない。 4709 エンノモスのアルベドは木星トロヤ群の平均よりもわずかに高く、水氷の存在を示している可能性がある。 911 アガメムノンや617 パトロクロスなど、他の木星トロヤ群小惑星は1.7 μmと2.3 μmで非常に弱い吸収を示しており、有機物の存在を示している可能性がある。^{[ 28 ]}木星トロヤ群のスペクトルは木星の不規則衛星や、ある程度は彗星核のスペクトルと似ていますが、木星トロヤ群はより赤いカイパーベルト天体とはスペクトル的に大きく異なります。^{[ 1 ] [ 5 ]}木星トロヤ群のスペクトルは、水氷、大量の炭素に富む物質（木炭）、^{[ 5 ]}そしておそらくマグネシウムに富むケイ酸塩の混合物と一致します。^{[ 26 ]}木星トロヤ群の種族の構成は著しく均一で、2つの群れの間にほとんどまたは全く違いがないように見えます。^{[ 29 ]}

ハワイのケック天文台のチームは2006年に、木星のトロヤ群星617パトロクロスの密度が水の氷の密度（0.8 g/cm ³）よりも低いことを測定したと発表し、このことから、この連星やおそらく他の多くのトロヤ群天体は、小惑星帯の小惑星よりも、彗星やカイパーベルト天体（塵の層のある水の氷）に近い組成をしていることが示唆された。 ^{[ 23 ]}この主張に反論して、自転光曲線から測定されたヘクトルの密度（2.480 g/cm ³）は、617パトロクロスの密度よりも大幅に高い。^{[ 25 ]}このような密度の違いは、密度が小惑星の起源を示す良い指標ではない可能性があることを示唆している。^{[ 25 ]}

起源と進化

木星トロヤ群の形成と進化を説明するため、主に2つの理論が浮上している。1つ目は、木星トロヤ群は木星と同じ太陽系の場所で形成され、木星の形成中にその軌道に入ったというものである。^{[ 10 ]}木星形成の最終段階では、原始惑星系円盤から大量の水素とヘリウムが集積することで、木星の質量が急激に増加した。この成長はわずか1万年ほど続いたが、その間に木星の質量は10倍に増加した。木星とほぼ同じ軌道を持っていた微惑星は、増加した惑星の重力に捕らえられた。^{[ 10 ]}この捕獲メカニズムは非常に効率的で、残りの微惑星の約50%が捕らえられた。この仮説には 2 つの大きな問題がある。捕獲された天体の数が木星のトロヤ群の観測された個体数を 4桁も上回っていることと、現在の木星のトロヤ群小惑星の軌道傾斜角が捕獲モデルで予測されるものよりも大きいことである。^{[ 10 ]}このシナリオのシミュレーションでは、そのような形成様式では土星でも同様のトロヤ群の生成が抑制されることが示されており、これは観測によって裏付けられている。現在まで土星の近くでトロヤ群は見つかっていない。^{[ 30 ]}この理論のバリエーションでは、木星は成長初期にトロヤ群を捕獲し、成長を続けるにつれて移動する。木星の移動中、馬蹄形軌道にある天体の軌道は歪み、これらの軌道の L4 側が過剰に占有される。その結果、木星が成長して馬蹄形軌道がオタマジャクシ軌道に移行すると、L4 側に過剰なトロヤ群が捕獲される。このモデルでは、木星のトロヤ群の個体数は3～4桁も大きすぎるということになる。^{[ 31 ]}

2番目の理論は、木星のトロヤ群はニースモデルで説明されている巨大惑星の移動中に捕獲されたと提唱している。ニースモデルでは、太陽系形成から5億～6億年後、木星と土星が1:2の平均運動共鳴を越えたときに巨大惑星の軌道が不安定になった。惑星間の遭遇の結果、天王星と海王星は原始カイパーベルトに向かって外側に散らばり、ベルトを乱して何百万もの物体を内側に投げ込んだ。^{[ 32 ]}木星と土星が1:2共鳴に近かったとき、既存の木星のトロヤ群の軌道は木星と土星との二次共鳴中に不安定になった。これは、トロヤ群のラグランジュ点の周りの秤動周期が、木星が土星を通過する位置が近日点に対して循環する周期に対して3:1の比になったときに起こった。このプロセスは可逆的であり、天王星と海王星によって内側に散乱した多数の天体の一部がこの領域に入り、木星と土星の軌道が分離する際に捕獲される可能性がありました。これらの新しいトロヤ群小惑星は、捕獲される前に巨大惑星と複数回遭遇したため、広い傾斜角を持っていました。^{[ 33 ]}このプロセスは、後に木星と土星がより弱い共鳴を通過するときにも発生する可能性があります。^{[ 34 ]}

ニースモデルの改訂版では、木星が不安定期に氷巨星に遭遇すると、木星トロヤ群が捕捉される。このバージョンのニースモデルでは、氷巨星の 1 つ (天王星、海王星、または失われた5 番目の惑星) が木星を横切る軌道上に内側に散乱され、木星によって外側に散乱されるため、木星と土星の軌道が急速に分離する。これらの遭遇中に木星の半長軸がジャンプすると、既存の木星トロヤ群が脱出し、木星の新しい半長軸に似た半長軸を持つ新しい天体が捕捉される。最後の遭遇の後、氷巨星は秤動点の 1 つを通過して軌道を摂動させ、この秤動点を他の点に対して減少させる可能性がある。遭遇が終わると、木星のトロヤ群小惑星の一部は失われ、残りは木星と土星が3:7共鳴などの弱い平均運動共鳴に近づくと、元のニースモデルのメカニズムによって捕獲されます。^{[ 34 ]}

木星トロヤ群小惑星の長期的な将来は疑問視されている。なぜなら、木星や土星との弱い共鳴が複数回起こり、時間の経過とともに無秩序な挙動を示すからである。^{[ 35 ]}衝突による粉砕で破片が放出されるにつれ、木星トロヤ群小惑星の数は徐々に減少している。放出された木星トロヤ群小惑星は、一時的に木星または木星族の彗星の衛星となる可能性がある。^{[ 5 ]}シミュレーションによると、木星トロヤ群小惑星の最大17%の軌道が太陽系の年齢にわたって不安定になっている。^{[ 36 ]} Levison らは、放出された直径1km以上の木星トロヤ群小惑星が約200個、太陽系内を周回している可能性があると考えている。そのうちのいくつかは地球を横断する軌道上にある可能性がある。^{[ 37 ]}脱出した木星トロヤ群小惑星の一部は、太陽に近づいて表面の氷が蒸発し始めると、木星族の彗星になる可能性がある。^{[ 37 ]}

探検

2017年1月4日、NASAはルーシーが次期ディスカバリー計画の2つのミッションのうちの1つに選ばれたと発表した。^{[ 38 ]}ルーシーは7つの^{[ 39 ]}木星トロヤ群星を探査する予定である。2021年10月16日に打ち上げられ、2回の地球重力アシストとメインベルト小惑星へのフライバイを経て、2027年にL4トロヤ群星雲に到着する予定である_。その後、地球近傍に戻り、再び重力アシスト_を受けて木星のL5トロヤ群星雲へ向かい、パトロクロス座617番星を訪問する予定である。^{[ 40 ]}

参照

• シューメーカー・レヴィ第9彗星
• 木星系トロヤ群（ギリシャ陣営）の一覧
• 木星のトロヤ群（トロイア陣営）の一覧
• 木星を横切る小惑星のリスト
• ラグランジュ点にあるオブジェクトの一覧

注記

1. 他の3つの点（L ₁、L ₂、L _{3 ）}は不安定である。 ^{[ 10 ]}
2. マクスウェル関数は であり、は平均回転周期、は周期の分散です。 ${\displaystyle F={\begin{smallmatrix}{\frac {1}{{\sqrt {2\pi }}\sigma }}P^{2}\exp(-(P-P_{0})^{2}/\sigma ^{2})\end{smallmatrix}}}$ ${\displaystyle P_{0}}$ ${\displaystyle \sigma }$

参考文献

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外部リンク

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• NASAのWISEによる木星系小惑星の未知の色彩(NASA 2012-322: 2012年10月15日)
• NASAの新しいディスカバリーミッション：プシケとルーシー（ YouTube）
• 木星系トロヤ群小惑星10大の3D重力シミュレーション 2020年6月11日アーカイブ- Wayback Machine

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