Di sepanjang orbit Musytari mengelilingi Matahari, terdapat dua kumpulan besar asteroid. Satu kumpulan bergerak kira-kira 60 darjah di hadapan planet itu, dan satu lagi kira-kira 60 darjah di belakangnya. Kumpulan ini dikenali sebagai asteroid Trojan Musytari. Setakat ini lebih daripada 15 000 asteroid sebegini telah dikesan. Anggaran bilangan yang lebih besar daripada satu kilometer mencecah kira-kira satu juta, walaupun angka itu masih diperdebatkan.
Asteroid ini mengelilingi Matahari, bukan Musytari
Soalan mengapa asteroid ini tidak jatuh ke Musytari bermula daripada satu salah faham yang biasa. Asteroid Trojan bukan bulan Musytari. Jasad ini tidak mengelilingi planet itu seperti Io atau Europa, sebaliknya mengelilingi Matahari dengan tempoh orbit yang sama seperti Musytari, iaitu kira-kira 11.9 tahun. Oleh sebab itu, jarak asteroid ini dari Musytari kekal jauh sepanjang orbit, hampir sama dengan jarak Musytari dari Matahari.
Mengapakah kedudukan 60 darjah itu istimewa?
Dalam sistem Matahari dan Musytari, terdapat lima kedudukan khas yang dipanggil titik Lagrange. Dua daripadanya, L4 dan L5, membentuk segi tiga sama sisi dengan Matahari dan Musytari. Pada kedudukan itu, tarikan graviti Matahari dan Musytari bergabung lalu membolehkan sebuah jasad kecil mengekalkan kedudukan relatif yang tetap semasa ketiga-tiga jasad berputar mengelilingi pusat jisim sistem. Penerangan lanjut tentang lima titik ini terdapat dalam rencana “Titik Lagrange dan Keseimbangan Orbit”.
Mengapa keseimbangan di L4 dan L5 boleh bertahan?
Keseimbangan sahaja belum cukup. Sebiji bola yang diletakkan di puncak bukit juga berada dalam keseimbangan, tetapi bola itu akan tergelincir apabila disentuh sedikit. Dalam kerangka yang berputar bersama Matahari dan Musytari, L4 dan L5 sebenarnya terletak pada puncak keupayaan berkesan, maka daya graviti dan daya empar sahaja akan menolak asteroid menjauhi titik itu. Faktor penting yang membantu mengekalkan asteroid di sana ialah daya Coriolis, iaitu daya ketara dalam kerangka berputar yang membelokkan jasad yang bergerak. Asteroid yang tersasar sedikit daripada L4 atau L5 dibelokkan menjadi gelung perlahan mengelilingi titik itu. Gerakan gelung ini dipanggil orbit berudu, dan asteroid itu tidak terlepas. Keadaan ini hanya stabil jika jisim Matahari sekurang-kurangnya kira-kira 25 kali jisim planet itu. Nisbah Matahari kepada Musytari ialah kira-kira 1 050, maka syarat itu dipenuhi dengan selesa.
Dari mana asteroid ini datang?
Asal-usul asteroid Trojan masih menjadi perdebatan saintifik. Satu cadangan terkenal pada tahun 2005 menyatakan bahawa asteroid ini tidak terbentuk di kedudukannya sekarang, tetapi terperangkap melalui proses yang kacau dan sukar diramal apabila orbit planet gergasi berubah pada awal sejarah Sistem Suria. Kajian kemudian menambah baik teori ini. Pada tahun 2013, satu senario menunjukkan bahawa orbit Musytari boleh berubah secara mendadak apabila planet itu melalui pertemuan dekat dengan sebuah planet gergasi ais, dan perubahan itu dapat menerangkan taburan kecondongan orbit asteroid Trojan yang luas. Namun, asal-usul yang tepat masih dibahaskan. Kebanyakan asteroid Trojan yang dikaji ialah jenis D, iaitu gelap dan kemerahan, dan dianggap sebagai sisa bahan awal yang membentuk planet luar.
Misi Lucy NASA dilancarkan pada 16 Oktober 2021 untuk menyiasat perkara ini. Kapal angkasa itu akan melawat lapan sasaran Trojan, termasuk bulan kecil yang mengiringi sesetengah asteroid, antara tahun 2027 dan 2033, termasuk pasangan Patroclus dan Menoetius pada Mac 2033. Data tersebut diharapkan dapat menguji teori asal-usul itu.
Bagaimana kita mengetahui hal ini?
Mengapakah asteroid Trojan tidak jatuh ke Musytari?