宇宙探査

木星L5:太陽・木星系のラグランジュ点

木星L5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度後方に位置するラグランジュ点です。その周辺には多数のトロヤ群小惑星が集まり、木星と同じ周期で太陽を回っています。Lucyは2033年にPatroclus–Menoetius連星を訪れる計画です。

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度後方
周辺の天体
木星トロヤ群小惑星

木星L5は、太陽・木星系のラグランジュ点で、木星の公転方向約60°後方にあります。マーカーはこの基準位置と周辺のトロヤ群領域を示し、物理的な表面や惑星の殻はありません。

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、適切に運動する小天体が両者との相対配置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、重力が存在しない場所ではなく、重力と公転運動から生じます。

L1、L2、L3は太陽と木星を結ぶ線上にあり、L4は木星の約60°前方、L5は約60°後方です。L4とL5はそれぞれ、太陽・木星と正三角形をつくります。

L1〜L3ではわずかなずれが成長しやすいのに対し、理想モデルのL4とL5は比較的安定で、周辺を振動する軌道を保てます。現実の摂動を考えれば、安定とは一つの点で永久に静止することではありません。

小惑星はなぜ周辺に残る?

木星とともに回る座標系では、条件の合う軌道が比較的安定した領域に長くとどまります。トロヤ群は空間へ広がっており、重力のない一点へ詰め込まれているわけではありません。

木星とともに回る座標系で、二つのトロヤ群を結ぶルーシーの航路を示した図
木星とともに回る座標系で、二つのトロヤ群を結ぶルーシーの航路を示した図
加工元: NASA · Public domain · 画像の出典を見る ↗

どの天体を回っている?

トロヤ群は木星の衛星として木星を回るのではなく、木星とほぼ同じ周期で太陽を回ります。実際の軌道には傾きと振動があり、模式図の規則的な円は位置関係を分かりやすくしたものです。

Lucyは何を訪れる?

L5群にはPatroclus–Menoetius連星があり、2033年にLucyがフライバイする予定です。大きさがよく似た二天体は、初期太陽系で対として集積した過程を残している可能性があります。

なぜ直径がない?

L5は数学上の基準位置で、その周辺集団にも鋭い境界はありません。物理的な直径を付ければ誤解を招きます。選択マーカーは、近くの小惑星を太陽系全体の中へ位置づけるためにあります。

参考資料