(614689) 2020 XL5

— околоземный астероид из группы аполлонов и второй открытый троянский астероид Земли. Был обнаружен 12 декабря 2020 года системой Pan-STARRS в обсерватории Халеакала на Гавайях. Статус астероида был окончательно подтверждён 1 февраля 2022 года. Орбита  расположена в окрестностях точки Лагранжа L системы Солнце—Земля и движется в 60° впереди Земли. Анализ орбиты троянца  предполагает, что она будет оставаться в пределах точки Лагранжа L ещё как минимум 4000 лет, пока гравитационные воздействия от повторяющихся сближений с Венерой не дестабилизируют его троянскую конфигурацию. Астероид имеет диаметр около 1,2 км и является крупнейшим троянским астероидом Земли и вторым обнаруженным в этом классе после .

Открытие 
 был открыт 12 декабря 2020 года системой телескопов Pan-STARRS в на Гавайях. Впервые он был замечен в созвездии Чаши с видимой звёздной величиной 21,4. В момент открытия астероид двигался по небу со скоростью 3,02 угловых секунды в минуту на расстоянии 0,68 а. е. (102 млн км) от Земли.

Позже астероид был внесён Центром малых планет на Страницу подтверждения околоземных объектов () как P11aRcq[4]. В течение последующих двух дней наблюдения за астероидом проводились Вишнянской обсерваторией,  и Межамериканской обсерваторией Серро-Тололо. Астероид наблюдался ранее обзором Маунт-Леммон во время наблюдений 26 ноября 2020 года. 14 декабря 2020 года астероид под названием  был внесён в Циркуляр малых планет.

1 февраля 2022 года группа астрономов во главе с Тони Сантана-Рос из Барселонского университета в научном журнале Nature Communications опубликовала исследование, в котором доказала статус  как второго троянского астероида Земли. В своём исследовании учёные опирались на данные наблюдений различных наземных телескопов в период с 2012 по 2021 год. В результате была уточнена орбита , определены свойства, исследованы стабильность астероида в точке L системы Солнце—Земля и изучены возможности дальнейшего исследования космическими аппаратами.

Орбита и классификация 

Орбита  хорошо известна с параметром неопределенности равным 0 и дугой наблюдения более 8 лет. Астероид наблюдался с декабря 2012 года в ходе нескольких предварительных наблюдений с различных мест, включая Pan-STARRS.

 совершает один оборот вокруг Солнца на среднем расстоянии 1,001 а.е. каждые 365,8 дня, что примерно равно одному земному году. Его орбита имеет высокий эксцентриситет равный 0,388 и наклонение 13,8° относительно плоскости эклиптики. В движении астероида по своей орбите его расстояние от Солнца колеблется от 0,61 а.е. в перигелии до 1,39 а.е. в афелии, пересекая орбиты Венеры и Земли. Поскольку орбита  пересекает орбиту Земли, имея большую полуось больше 1 а.е., этот астероид относится к группе аполлонов.

Троянская орбита 
Троянские астероиды легче всего представить как вращающиеся в окрестностях точек Лагранжа L и L5 на 60° впереди (точка L) или позади (точка L5) массивного орбитального тела (в данном случае Земли). В этих точках равновесие гравитационной и центробежной сил устойчиво и астероиды в этих точках находятся в резонансе среднего движения 1:1 с планетой. На самом деле такие астероиды колеблются вокруг такой точки.

26 января 2021 года астроном-любитель Тони Данн заявил, что номинальная траектория , по-видимому, вращается вокруг точки Лагранжа L в системе Солнце—Земля, предположив, что он является троянским астероидом Земли. Последующий анализ подтвердил стабильность моделирования, по крайней мере, на несколько тысяч лет вперед на основе существующих параметров орбиты.  более стабилен, чем первый обнаруженный троянский астероид , который потенциально нестабилен в перспективе менее 2000 лет. Последующие наблюдения и модели подтвердили троянскую природу  и показали, что он покинет троянскую орбиту по меньшей мере через 4000 лет. Численное моделирование показывает, что , вероятнее всего, был захвачен Землёй в точке Лагранжа L в XV веке.

Высокий эксцентриситет орбиты  приводит к широким траекториям её колебаний в форме головастика с вращением в одном направлении с Землей и её точками Лагранжа. Хотя астероид пересекает орбиту Венеры с минимальным расстоянием пересечения орбиты (MOID), равным 0,02726 а.e. (4,1 миллиона км) от плоскости орбиты Венеры, пертурбация от планеты в настоящее время незначительна, поскольку номинальная орбита астероида выводит его либо слишком высоко, либо слишком низко от плоскости орбиты Венеры. Влияние Венеры на орбиту  со временем будет усиливаться, поскольку их долгота восходящего узла прецессирует в течение сотен лет, снижая MOID  к Венере и в конечном итоге дестабилизируя троянскую орбиту астероида, который отправится в точку Лагранжа L3 Земли через несколько тысяч лет.

Физические характеристики 
Фотометрические измерения оптических наблюдений в 2020–2021 годах показали, что  имеет цвет, напоминающий цвет углеродистых астероидов класса C. Предполагая, что   ведёт себя аналогично фазовой кривой астероидов типа C, абсолютная величина (H) астероида составляет 18,6, что соответствует среднему диаметру около 1,18 км для типичного геометрического альбедо астероида класса C, равного 0,06. Это делает  крупнейшим известным на сегодняшний день троянским астероидом Земли, который в три раза больше  размером 0,3 км.

Поскольку  наблюдается только на малых высотах в небе во время сумерек, атмосферные искажения и рассеянный свет Солнца препятствуют точной фотометрии кривой блеска астероида, информацию о его вращении определить не удалось.

Исследование 
Группа астрономов во главе с Тони Сантана-Рос также определили, что оба троянских астероида Земли являются неудобными целями для автоматических исследовательских аппаратов, стартующих с низкой околоземной или геостационарной переходной орбит. Из-за высокого наклонения орбиты  для миссии по сближению с астероидом с низкой околоземной орбиты потребуется минимальная общая delta-v 10,3 км/с — слишком много, чтобы считаться идеальной целью для траектории с низким энергопотреблением. Но для  остаётся возможность исследований с пролётной траектории.

Примечания 

Троянские астероиды Земли
Астероиды, открытые в 2020 году
Астероиды диаметром менее 2 км
Околоземные объекты
Аполлоны (астероиды)