De planeet Mars deelt zijn baan met een handvol kleine asteroïden, de zogenaamde Trojanen. Nu heeft een internationaal team van astronomen met behulp van de Very Large Telescope in Chili ontdekt dat de meeste van deze objecten een gemeenschappelijke samenstelling hebben; het zijn waarschijnlijk de overblijfselen van een miniplaneet die lang geleden door een botsing werd vernietigd. De bevindingen worden gerapporteerd in een paper om te verschijnen in Maandelijkse mededelingen van de Royal Astronomical Society in april.

Trojaanse asteroïden bewegen in banen met dezelfde gemiddelde afstand van de zon als een planeet, gevangen in zwaartekracht "veilige havens" 60 graden voor en achter de planeet. De bijzondere betekenis van deze locaties werd uitgewerkt door de 18e-eeuwse Franse wiskundige Joseph-Louis Lagrange. Ter ere van hem, ze zijn nu bekend als "Lagrange-punten"; het punt dat de planeet leidt is L4; dat achter de planeet L5 is.

Ongeveer 6000 van dergelijke Trojaanse paarden zijn gevonden in de baan van Jupiter en ongeveer 10 in die van Neptunus. Men denkt dat ze dateren uit de vroegste tijden van het zonnestelsel, toen de verspreiding van planeten, asteroïden en kometen was heel anders dan degene die we vandaag waarnemen.

Mars is tot nu toe de enige terrestrische planeet waarvan bekend is dat hij Trojaanse metgezellen in stabiele banen heeft. De eerste Mars Trojan werd meer dan 25 jaar geleden ontdekt op L5 en kreeg de naam "Eureka", verwijzend naar de beroemde uitroep van de oude Griekse wiskundige Archimedes. Het huidige aantal is negen, een factor 600 minder dan Jupiter Trojans, maar zelfs dit relatief nietige monster vertoont een interessante structuur die nergens anders in het zonnestelsel te zien is.

Voor starters, alle Trojanen, bewaar er een, volgen Mars op zijn L5 Lagrange-punt (Figuur 1, linker paneel). Bovendien, de banen van op één na alle van de 8 L5 Trojaanse paarden groeperen zich rond Eureka zelf (Figuur 1, rechter paneel). De oorzaak van de ongelijke verdeling van deze objecten is nog niet opgehelderd, al zijn er een aantal mogelijkheden. In een scenario, een botsing brak een voorloper asteroïde op het L5-punt, de fragmenten waaruit de groep bestaat die we vandaag waarnemen. Een andere mogelijkheid is dat een proces dat rotatiesplijting wordt genoemd, ervoor zorgde dat Eureka op gang kwam, uiteindelijk spawnen kleine stukjes van zichzelf in een heliocentrische baan. Wat de oorzaak ook is, de groepering suggereert sterk dat de asteroïden in deze "Eureka-familie" ooit deel uitmaakten van een enkel object of een voorouderlijk lichaam. Hoewel het indirecte bewijs voor deze hypothese sterk is, de zuurtest is om erachter te komen of de asteroïden een gemeenschappelijke samenstelling hebben of niet. Gelukkig, dit kan bij de telescoop worden gedaan door de kleur te meten van het zonlicht dat door het oppervlak van de asteroïde wordt weerkaatst, met andere woorden het verkrijgen van zijn spectrum.

Voor dit doeleinde, een internationaal team van astronomen onder leiding van Apostolos Christou en Galin Borisov in het Armagh Observatory and Planetarium in Noord-Ierland, VK, gebruikte de X-SHOOTER-spectrograaf gemonteerd op "Kueyen", de Unit 2-telescoop van de Very Large Telescope-faciliteit van de European Southern Observatory in Chili begin 2016 om de spectra vast te leggen van twee asteroïden die tot de Eureka-familie behoren, 311999 en 385250. Analyse van de spectra, ze ontdekten dat beide objecten "dode beltonen" zijn voor Eureka (Figuur 2), dus het bevestigen van de genetische relatie tussen familie-asteroïden. De bevinding markeert ook een belangrijke "eerste" voor asteroïde studies; de spectra laten zien dat deze asteroïden voornamelijk bestaan ​​uit olivijn, een mineraal dat zich doorgaans vormt in veel grotere objecten onder omstandigheden van hoge druk en temperatuur. De implicatie is dat deze asteroïden waarschijnlijk mantelmateriaal zijn van binnen miniplaneten of "planetesimals", die, zoals de aarde, een korst ontwikkeld, mantel en kern door het proces van differentiatie, maar zijn allang vernietigd door botsingen.

Christou wijst erop dat "er veel andere families bestaan ​​in de asteroïdengordel tussen Mars en Jupiter, en zelfs onder de Trojanen van Jupiter, maar geen enkele bestaat uit zulke door olivijn gedomineerde asteroïden". Dit houdt verband met het zogenaamde probleem van de ontbrekende mantel:dat wil zeggen, als je de massa van verschillende mineralen in de asteroïdengordel bij elkaar optelt en vooral die waarvan wordt aangenomen dat het stukjes uiteengevallen zijn, gedifferentieerde asteroïden, er is een tekort aan mantelmateriaal in vergelijking met rotsachtige korst en metalen kernmateriaal.

Hoewel de ontdekking van deze door olivijn gedomineerde familie geen definitieve oplossing biedt voor het ontbrekende mantelprobleem, het laat wel zien dat er al vroeg in de geschiedenis van het zonnestelsel mantelmateriaal in de buurt van Mars aanwezig was. Zoals Christou uitlegt:"Onze bevindingen suggereren dat dergelijk materiaal heeft deelgenomen aan de vorming van Mars en misschien zijn planetaire buur, onze eigen aarde."