Kính viễn vọng Gaia có thể phát hiện các tiểu hành tinh nhỏ bị bắt tạm thời gần quỹ đạo Lagrange của nó không?

Kính viễn vọng không gian Gaia nằm trong quỹ đạo Lissajous xung quanh điểm Lagrange của Mặt trời-Trái đất 2. Thời gian quỹ đạo là khoảng 180 ngày và kích thước của quỹ đạo là 263.000 x 707.000 x 370.000 km. Về mặt lý thuyết, người ta đã kết luận rằng cần phải có một quần thể các quỹ đạo bị bắt tạm thời (TCO) xung quanh điểm Lagrange đó. Tất cả trừ một số ít trong số chúng nên có đường kính dưới một mét và quá nhỏ để có thể quan sát được từ Trái đất. Chỉ có một TCO, 2006 RH120 , đã từng được quan sát, một đường kính 5 mét.

Vì Gaia sẽ ở trên quỹ đạo hơi giống với TCO và sẽ quét toàn bộ bầu trời nhiều lần trong những năm tới và kính viễn vọng hồng ngoại rất nhạy cảm với các tiểu hành tinh, tôi tự hỏi liệu nó có thể phát hiện ra các TCO đó không. Và nếu vậy, chúng ta có thể tìm hiểu gì về họ? Gaia sẽ không theo dõi bất kỳ tiểu hành tinh nào gần đó, nếu nó bắt được cùng một TCO nhiều lần thì nó sẽ tình cờ, tôi cho rằng. Gaia có thể tìm hiểu về kích thước, quỹ đạo, thành phần bề mặt của chúng không?

Không

Các vật thể gần Trái đất (NEO) có thể tạm thời bị bắt về Trái đất như được thảo luận trong tài liệu tham khảo được trích dẫn trong câu hỏi. Việc bắt giữ như vậy phải luôn luôn liên quan đến NEO để vượt qua các điểm L1 hoặc L2, đó là các điểm yên ngựa trong tiềm năng nhị phân đồng xoay của hệ Trái đất-Mặt trời.

Do đó, những vật thể này có năng lượng đồng quay đủ cao (hằng số Jacobi) để đi vào khu vực xung quanh Trái đất thông qua các điểm yên ngựa đó. Vì họ chỉ có thể thoát khỏi khu vực đó bằng cách thoát qua cùng một điểm yên ngựa, nên có thể mất một lúc trước khi họ "tìm thấy" lối ra, tức là họ bị bắt tạm thời.

Tuy nhiên, khi tôi đọc bài báo đó, không có kỳ vọng về các NEO được chụp trên các quỹ đạo xung quanh các điểm L1 / L2. Trên thực tế, không có quỹ đạo ổn định xung quanh các điểm Lagrange đó và do đó không có các vệ tinh bị bắt như vậy được mong đợi. Thật vậy, đây là một trong những lợi ích chính của việc đặt một vệ tinh nhân tạo ở đó. Điều đó cũng có nghĩa là, để giữ Gaia ở L2, đôi khi nó sẽ cần phải điều chỉnh quỹ đạo của nó. Nếu không, cuối cùng nó sẽ trôi ra khỏi vùng L2. Điều này có lợi thế là không có mảnh vỡ không gian từ các nhiệm vụ như thế này sẽ tích lũy ở đó.

Do đó, để trả lời câu hỏi của bạn : không có vệ tinh nào quay quanh gần L2 được phát hiện. Cơ hội của bất kỳ tiểu hành tinh nào đi qua (trên đường đến hoặc từ lúc bị bắt tạm thời) là khá nhỏ hoặc tương đương, NEO điển hình đi qua đó một cách thường xuyên là rất nhỏ (1m hoặc hơn), tức là khó có thể phát hiện được. Hơn nữa, bất kỳ NEO nào di chuyển gần Gaia sẽ có một chuyển động thích hợp rất lớn và rất khó có thể được nhìn thấy trên nhiều lần quét (và các cảnh khác nhau có thể liên quan).

Tất nhiên, các NEO ở nơi khác có thể và sẽ được Gaia phát hiện, như đã thảo luận trong một câu trả lời khác, đặc biệt là các tiểu hành tinh Trojan (quay quanh L4 / L5 trên quỹ đạo ổn định) của Trái đất và Sao Hỏa.

Đúng.

Phát hiện các tiểu hành tinh Trojan hệ mặt trời bên trong của Gaia (pdf):

Vệ tinh Gaia, được lên kế hoạch phóng bởi Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA) vào năm 2013, là sứ mệnh chiêm tinh thế hệ tiếp theo sau Hipparcos. Trong khi lập bản đồ toàn bộ bầu trời, sứ mệnh không gian Gaia dự kiến ​​sẽ khám phá hàng ngàn Vật thể trong Hệ Mặt trời. Các se sẽ bao gồm các tiểu hành tinh gần Trái đất và các vật thể ở độ giãn dài Mặt trời thấp tới 45 độ, rất khó quan sát bằng kính viễn vọng trên mặt đất. Chúng tôi trình bày kết quả mô phỏng để phát hiện các tiểu hành tinh Trojan trong quỹ đạo Trái đất và Sao Hỏa của Gaia .