宇宙探査

木星L4:太陽・木星系のラグランジュ点

木星L4は天体そのものではなく、太陽と木星がつくる重力場の中で、木星の約60度前方に位置するラグランジュ点です。その周辺では太陽と木星に対する位置関係を比較的保ちやすく、多数のトロヤ群小惑星が集まっています。Lucyはこの群の複数天体を訪れます。

太陽・木星系のL4とL5を示す模式図。方向関係を示す図で、天体の大きさや小惑星群の広がりは実際の縮尺ではありません
太陽・木星系のL4とL5を示す模式図。方向関係を示す図で、天体の大きさや小惑星群の広がりは実際の縮尺ではありません
画像クレジット: Satellite Tracker · CC BY 4.0

基本情報

分類
ラグランジュ点(宇宙空間の基準位置)
木星との位置関係
公転方向の約60度前方
周辺の天体
木星トロヤ群小惑星

木星L4は、太陽・木星系のラグランジュ点で、木星の公転方向約60°前方にあります。マーカーはこの基準位置と、周辺のトロヤ群領域を示します。固体表面や惑星の殻を持つ天体ではありません。

ラグランジュ点とは?

二つの大天体が共通重心を回る理想化したモデルでは、適切な速度で動く小天体が、両者との相対的な位置関係を保てる場所が五つあります。L1からL5までのラグランジュ点は、重力と公転運動を合わせた結果であり、そこで重力が消えるわけではありません。

L1、L2、L3は太陽と木星を結ぶ線上にあります。L4は木星の約60°前方、L5は約60°後方にあり、どちらも太陽と木星を結ぶと正三角形になります。

L1〜L3付近では小さなずれが増幅しやすい一方、理想的な太陽・木星モデルのL4とL5は比較的安定し、周辺で振動する軌道が成り立ちます。現実には他天体の摂動もあるため、「安定」は永遠に静止するという意味ではありません。

小惑星はなぜ近くにとどまる?

木星と一緒に回転する座標系で見ると、条件の合う軌道は長期間にわたり安定領域の近くを動きます。トロヤ群は重力から解放されているわけでも、一つの数学的な点へ密集しているわけでもありません。

固定した宇宙空間ではなく、木星とともに回る座標系で示したルーシーのL4・L5トロヤ群間の経路
固定した宇宙空間ではなく、木星とともに回る座標系で示したルーシーのL4・L5トロヤ群間の経路
加工元: NASA · Public domain · 画像の出典を見る ↗

トロヤ群は太陽と木星のどちらを回る?

木星とほぼ同じ周期で太陽を回ります。木星の小衛星ではなく、同じコース上で間隔を空けて走るランナーに似ています。実際の軌道には傾きと振動があり、整った円は関係を説明するための模式図です。

Lucyは何を訪れる?

L4ではEurybates、Polymele、Leucus、Orusを2027〜2028年にフライバイする予定です。色や大きさの異なる天体を比べ、初期太陽系の物質を調べます。

なぜ直径がない?

L4は基準となる位置で、周囲の小惑星群にも明確な外縁はありません。直径を示せば、物体であるかのような誤解を招きます。マーカーは太陽系内で周辺小惑星の位置関係を理解するためのものです。

参考資料