Trojaner (Astronomie)
# Trojaner (Astronomie)

Als Trojaner wurden ursprünglich die zwei Gruppen von Asteroiden bezeichnet, welche die Sonne auf der gleichen Bahn wie der Jupiter umkreisen, ihm jedoch auf den Librations- oder Lagrange-Punkten mit einem mittleren Abstand von 60° auf dem Lagrange-Punkt $L_4$ vorauseilen beziehungsweise nachfolgen $(L_5).$ Diese Gleichgewichtspunkte stellen einen Sonderfall des sonst nur numerisch lösbaren Dreikörperproblems dar. Das System Sonne – Planet – Trojaner bildet für jeden dieser Kleinkörper ein stabiles Dreikörpersystem. Als man solche Körper auch bei anderen Planeten fand, wurde der Begriff Trojaner auf alle vergleichbaren koorbitalen Objekte ausgedehnt.

Die bislang gefundenen Trojaner sind nach den Personen aus Homers Ilias benannt: die vorauseilenden Asteroiden (bis auf Hektor) nach den griechischen, die nacheilenden (bis auf (617) Patroclus) nach den trojanischen Helden, entsprechend bilden die zwei Gruppen ein griechisches und ein trojanisches Lager bei den beiden Lagrange-Punkten. Da langsam die Namen ausgehen, werden Trojaner auch nach modernen Olympioniken benannt.

Mit der Raumsonde Lucy ist am 16. Oktober 2021 zum ersten Mal eine Mission zu den beiden Lagrange-Punkten $L_4$ und $L_5$ gestartet worden. Sie soll mindestens sechs Jupiter-Trojaner aus einem Abstand von 1000 km oder weniger untersuchen.

## Trojaner von Planeten

Bei den Planeten wurden bislang nur von Merkur und Saturn noch keine Trojaner entdeckt.

### Venus-Trojaner und -Begleiter

Im Juli 2013 fand man bei der Venus erstmals einen Trojaner, der die Bezeichnung 2013 $ND_{15}$ erhielt. Zuvor, seit 2001, fand man bereits die Quasisatelliten (322756) 2001 $CK_{32},$ (524522) 2002 $VE_{68}$ und 2012 $XE_{133}.$ Der weniger als 100 Meter große 2013 $ND_{15}$ wurde als erster echter Venus-Trojaner identifiziert, jedoch wird der Asteroid innerhalb von etwa 500 Jahren seine Trojaner-Bahn wieder verlassen und erneut zu einem Quasisatelliten werden.

### Erd-Trojaner und -Begleiter

Von der Erde sind bislang zwei Trojaner bekannt, im Juli 2011 wurde der Asteroid 2010 $TK_7$ als Trojaner identifiziert und 2022 der Asteroid 2020 $XL_5.$ Bei den meisten bekannten Begleitern der Erde handelt es sich jedoch nicht um Trojaner: sie bewegen sich auf einer Hufeisenumlaufbahn, auf der sie sich der Erde bis auf wenige Millionen Kilometer nähern können. Diese Umlaufbahn wurde zum ersten Mal bei 2002 $AA_{29}$ beobachtet. Weiterhin hat die Erde einige Quasisatelliten. Asteroiden auf Hufeisenumlaufbahnen können sich zu Quasisatelliten entwickeln, der umgekehrte Wechsel von einem Quasisatellit zurück in eine Hufeisenumlaufbahn ist ebenfalls möglich. Im Jahr 2020 waren insgesamt 18 koorbitale Begleiter der Erde bekannt. Bei diesen handelte es sich um zwei Trojaner (2010 $TK_7,$ (614689) 2020 $XL_5),$ 12 Objekte auf Hufeisenumlaufbahnen und fünf Quasisatelliten.

Nach der Kollisionstheorie, welche die Entstehung des Erdmonds beschreibt, entwickelte sich im $L_4-Punkt$ der Erdbahn der Protoplanet Theia, der durch eine nachfolgende Kollision mit der Erde für die Entstehung des Mondes sorgte.

### Mars-Trojaner

1990 wurde auch im Librationspunkt $L_5$ des Mars ein Trojaner entdeckt, der Eureka getauft wurde. Mittlerweile sind acht weitere Mars-Trojaner bekannt: (101429) 1998 $VF_{31},$ (311999) 2007 $NS_2,$ 2001 DH47, 2011 SC191, 2011 UN63, 2011 SL25, 2011 UB256 und (121514) 1999 $UJ_7,$ davon wurde letzterer im $L_4-Punkt$ entdeckt. Vom Minor Planet Center sind bislang allerdings erst die vier Nummerierten bestätigt. Ausgenommen (101429) 1998 $VF_{31}$ und (121514) 1999 $UJ_7$ haben alle ähnliche Bahnelemente und könnten eine Familie um Eureka bilden.

### Jupiter-Trojaner

Im Jahr 1960 kannte man erst 20 Jupiter-Trojaner. Bis zum 24. Januar 2017 waren bei Jupiter im Punkt $L_4$ 4.188 und im Punkt $L_5$ 2.268 Trojaner bekannt. Die Größenordnung der Gesamtzahl dürfte mit der des Hauptgürtels vergleichbar sein, wegen der größeren Entfernung ist aber bisher nur ein geringerer Teil als im Hauptgürtel entdeckt worden. Der erste Trojaner, (588) Achilles, wurde 1906 von Max Wolf entdeckt. Der weitaus größte Trojaner dürfte der 1907 entdeckte (624) Hektor sein, ein unregelmäßig geformter Asteroid von 370 mal 195 Kilometer Ausdehnung.

Jupiter hat durch seine dominierende Masse enormen Einfluss auf das äußere Sonnensystem und verursacht zahlreiche Instabilitäten an den Asteroiden und deren Bahnen. Viele Astronomen meinen deshalb, dass auch im Bereich der Trojaner ein steter, langsamer Wechsel im Gang ist.

Ihre unerwartet große Zahl wird durch gegenseitige Kollisionen erklärt. Weil sie mit Albedos um 0,04 ähnlich dunkel oder dunkelrot sind wie die Asteroiden des äußeren Sonnensystems, stammen viele Trojaner vermutlich von dort, gehörten also einst zu den Transneptunischen Objekten (TNO).

Vereinzelt dürften sich Trojaner durch Bahnstörungen oder Stöße wieder von den Librationspunkten (Lagrange-Punkten) lösen und in Richtung Marsbahn abdriften.

### Uranus-Trojaner

Mitte des Jahres 2013 wurde der erste Trojaner auf der Uranus-Bahn entdeckt. Der Asteroid 2011 $QF_{99}$ läuft seinem Planeten auf Librationspunkt $L_4$ seit mindestens 700.000 Jahren voraus und behält seine Position in etwa für die kommenden 1.000.000 Jahre bei. Danach wird er neuerlich zu einem Zentauren werden. Die Entdeckung des 60 Kilometer durchmessenden Asteroiden aus Eis und Gestein sorgte in Fachkreisen für Überraschung, da man bisher annahm, es könnten wegen des gravitativen Einflusses von Jupiter und Neptun keine Uranus-Trojaner existieren.

### Neptun-Trojaner

Ende 2001 fand man auch 60° vor Neptun einen Trojaner. Mit dem 4-m-Spiegelteleskop am Cerro Tololo aufgenommen, erhielt der 230-km-Körper die Asteroiden-Nummer (612243) 2001 $QR_{322},$ aber die Bahndaten waren erst nach einem Jahr gesichert. Er umrundet die Sonne – genau wie Neptun – in 166 Erdjahren. Mittlerweile sind 8 weitere Neptun-Trojaner bekannt: (385571) Otrera, 2005 $TN_{53},$ (385695) Clete, (613490) 2006 $RJ_{103},$ (527604) 2007 $VL_{305}$ sowie 2004 $KV_{18},$ 2008 $LC_{18}$ und 2011 $HM_{102}.$ Die sechs erstgenannten befinden sich alle auf $L_4,$ die letzten drei auf $L_5.$

Ursprünglich wurde auch 2008 $LC_{18}$ als $L_4-Trojaner$ betrachtet. Am 12. August 2010 gab das Department of Terrestrial Magnetism (DTM) der Carnegie Institution of Washington in Washington D. C. jedoch bekannt, dass sich 2008 $LC_{18}$ auf der Lagrange-Position $L_5$ bewegt. Es ist der erste nachgewiesene Neptun-Trojaner auf dieser Position.

Am 25./26. August 2014 kreuzte die Raumsonde New Horizons die Neptunbahn nicht allzu weit vom Lagrangepunkt $L_5.$ Für die Beobachtung der Neptun-Trojaner, beispielsweise 2011 HM102, befand sich die Sonde jedoch zu weit von diesen entfernt.

Die Neptun-Trojaner sollen nach Amazonen benannt werden.

## Trojaner von Monden

Ein Trojaner-Mond ist ein natürlicher Satellit eines Planeten, der sich in einem der Librations- oder Lagrange-Punkte eines größeren Mondes bewegt. Die Trojaner-Monde bilden eine Untergruppe der koorbitalen Monde.

Gegenwärtig sind vier Trojaner-Monde bekannt, die sich alle im Mond­system des Planeten Saturn befinden:

* der Saturnmond Tethys wird auf seiner Bahn von den beiden kleineren Monden Telesto (Lagrange-Punkt $L_4)$ und Calypso $(L_5-Punkt)$ begleitet;
* der Saturnmond Dione teilt sich seine Bahn mit den beiden kleineren Monden Helene $(L_4-Punkt)$ und Polydeuces $(L_5-Punkt).$

In den $L_4-$ und $L_5-Punkten$ der Bahn des Erdmondes wurden sehr schwache Staubwolken gefunden, die (2018 bestätigten) Kordylewskischen Wolken, die noch schwächer als der schwache Gegenschein ausgeprägt sind.

## Monde von Trojanern

Bei dem Jupiter-Trojaner (617) Patroclus, der sich auf dem Lagrange-Punkt $L_5$ bewegt, wurde am 22. September 2001 erstmals ein Mond eines Trojaners entdeckt und Menoetius benannt. Beide Körper bewegen sich auf Kreisbahnen um den gemeinsamen Schwerpunkt.

Seither wurden drei weitere Monde nachgewiesen, die Trojaner von Jupiter umkreisen, und zwar bei den $L_5-Trojanern$ (17365) 1978 $VF_{11}$ und (29314) Eurydamas sowie bei dem $L_4-Trojaner$ (624) Hektor.

