Planeten Mars delar sin bana med en handfull små asteroider, de så kallade trojanerna. Bland dem, man hittar en unik grupp, alla rör sig i mycket liknande banor, vilket tyder på att de härstammar från samma föremål. Men mekanismen som skapade denna "familj" har varit ett mysterium. Nu, ett internationellt team av astronomer tror att de har identifierat den skyldige:solljus. Deras resultat, som belyser hur små asteroider nära solen kan utvecklas, ska presenteras vid det årliga mötet för avdelningen för planetvetenskaper i American Astronomical Society i Provo, Utah denna vecka, av Dr. Apostolos Christou, en forskningsastronom vid Armagh Observatory and Planetarium i Nordirland, Storbritannien och ledare för forskargruppen.

Trojanska asteroider är fångade i gravitationella "säkra tillflyktsorter" 60 grader framför och bakom planeten. Den punkt som leder planeten är L4; att efter planeten är L5. Mars är den enda jordiska planeten som är känd för att ha trojanska följeslagare i stabila banor. Den första Mars-trojanen, upptäcktes för över 25 år sedan vid L5, fick namnet "Eureka" med hänvisning till det berömda utropet av den antika grekiske matematikern Arkimedes. Den nuvarande siffran är bara tio, men även detta relativt magra prov visar en intressant struktur som inte setts någon annanstans.

Till att börja, alla trojaner, spara en, ligger efter Mars vid dess L5 Lagrange-punkt. Vad mer, banorna för alla utom en av L5-trojanerna bildar en tät grupp med 2 km stora Eureka som dess största medlem och inkluderar objekt så små som några hundra meter.

Teamet har arbetat för att fastställa hur familjen kom till. Till exempel, kollisioner som inträffade för hundratals miljoner år sedan bildade liknande familjer i asteroidbältet mellan Mars och Jupiter. Men ett anslagsursprung stämmer inte riktigt med vad vi vet om dessa trojaner. Som Christou påpekar:"Den här familjen är otroligt kompakt. Endast de mildaste av stötarna, med fragmenten som knappt kunde undkomma Eurekas gravitation, skulle jobba. Också, vi vet att Yarkovsky-effekten, en liten acceleration som drivs av absorberat och återutsänt solljus på asteroiden, skulle få familjemedlemmar att driva iväg över ungefär en miljard år. Vad våra modeller visar, istället, är att även nedslag med precis tillräckligt med energi för att bryta upp Eureka är så sällsynta att de kanske inte inträffar över solsystemets ålder."

Att ta ett steg tillbaka, teamet antog sedan ett annat tillvägagångssätt, tittar på marstrojanerna som helhet istället för att fokusera på familjen. Ur detta perspektiv, avsaknaden av en familj runt de två återstående Mars-trojanerna, (101429) 1998 VF31 på L5 och (121514) 1999 UJ7 på L4 blir en viktig ledtråd till detta pussel. Christou förklarar:"Dessa två asteroider är på samma avstånd från solen och av liknande storlek som Eureka, men vi ser inte asteroider som grupperar sig nära dem. Vi tror att detta säger oss något om hur familjer kan eller inte kan bildas på Mars avstånd från solen."

Det där "något" är mycket troligt rotationsklyvning, driven av Yarkovsky-O'Keefe-Radzievskii-Paddack (YORP)-effekten - en systereffekt till Yarkovsky, drivs också av solljus men ändrar asteroidens rotation snarare än omloppsbanan. Detta får Eureka att snurra upp, så småningom leker bitar av sig själv som flyr för att bli oberoende asteroider som kretsar runt solen. Intressant, Eureka roterar en gång varannan och en halv timme, ungefär lika snabbt som en asteroid kan snurra utan att gå isär; och nyligen observerade laget L4-asteroiden, 1999 UJ7, upptäcker att den snurrar 20 gånger långsammare, eller en gång varannan dag. Andra långsamt snurrande asteroider av denna storlek visar sig vara i ett "tumlande" tillstånd där - åtminstone i teorin - YORP kan "stänga av". UJ7 kan, därför, helt enkelt vara oförmögen att producera nya asteroider genom fission.

Denna förklaring, dock, fungerar inte för 1998 VF31, den återstående trojanen på L5 som teamet fann rotera en gång var 8:e timme, inte tillräckligt långsam för att hindra YORP från att snurra upp den till klyvningspunkten. Men eftersom vi inte ser de nya asteroiderna, något måste hända dem efter att de lämnat VF31. För att ta reda på vad, Christou körde en datorsimulering, efter banorna för virtuella asteroider eller kloner producerade av både VF31 och Eureka under Yarkovsky-effekten. Han upptäckte att Eureka "avkommor" överlever vid L5 i mer än en miljard år, VF31 sitter bredvid en dynamisk "flyktlucka" som gör att alla bitar som bryter av den kan fly inom bara 200 till 300 miljoner år. Så, liknande vatten som rinner ut ur ett urkopplat tvättställ, föremål som separerade från VF31 skulle fly snabbt, lämnar sin närhet fri från asteroider. Resultatet:ingen familj.

Med tanke på bevisen i handen verkar fissionshypotesen övertygande, men Christou varnar för att detta är långt ifrån ett stängt fall; bara tid och mer arbete kommer att utvisa om slutsatsen är korrekt. För att testa deras teori, de planerar att leta efter svagare trojaner, 100 meter tvärs över eller mindre. "Vi ser inte de för närvarande, men en särskild undersökning bör upptäcka dem. Hitta många små trojaner nära Eureka, kanske några i närheten av VF31 men ingen på UJ7 skulle starkt tyda på att vi gjorde rätt."

I sista hand, arbetet kan ha konsekvenser långt utöver lösandet av detta lilla pussel. Nära solen, YORP-inducerad klyvning - huvudsakligen effekten av solljus - kan vara lika viktig för att driva asteroidevolutionen som kollisioner. Verkligen, Christou spekulerar att om några stabila trojaner från vår egen planet lämnar, YORP kan göra dem till en källa för nya jordnära objekt. "Men det är en annan historia", avslutar han.