Forskning har visat att jorden följer en asteroid som är knappt en kilometer tvärs över i sin bana runt solen - bara den andra sådan kropp som någonsin har upptäckts. Den går runt solen i genomsnitt två månader före jorden och dansar runt som en upphetsad förebådare om vår ankomst.

Detta objekt, känt som 2020 XL₅, sågs första gången i december 2020 med Pan-STARRS-teleskop på toppen av Haleakala på den hawaiianska ön Maui. Men bestämning av dess omloppsbana krävde uppföljningsobservationer med 4,1-meters SOAR-teleskopet (Southern Astrophysical Research) i Chile.

Baserat på dessa data har ett team under ledning av planetforskaren Toni Santana-Ros vid universitetet i Alicante i Spanien nu meddelat att 2020 XL₅ är fångad under åtminstone de kommande flera tusen åren i en omloppsbana om en av solen-jorden "Lagrange" poäng." Det är här jordens och solens gravitationskrafter balanserar för att skapa stabila platser. Det betyder att objektet håller jämna steg med jorden när det går runt solen.

Lagrangepunkter finns runt andra planeter också, de är jämviktspunkter för alla föremål med liten massa under inverkan av två mycket mer massiva kroppar. Det finns tre sådana punkter på linjen Sol-Jord (L1, L2 och L3, se bilden nedan), som först upptäcktes matematiskt av den schweiziske matematikern Leonhard Euler. Rymdfarkoster, som James Webb Space Telecope (vid L2) och DSCOVR (vid L1), kan underhållas där med endast en liten utgift av bränsle.

Två andra punkter, L4 och L5, upptäcktes 1772 av Eulers elev Joseph-Louis Lagrange. Här är ett föremål med liten massa som gör en liksidig triangel med solen och jorden i en stabil jämvikt. Dessa punkter är 60 grader före och 60 grader bakom jorden, och eftersom 60 grader (se bilden ovan) är en sjättedel av jordens omloppsbana motsvarar detta två månaders separation.

Om ett föremål med liten massa störs för att förflytta sig bort från L4 eller L5, drar solens och jordens kombinerade tyngdkraft det tillbaka – och böjer dess väg in i en stabil bana runt Lagrange-punkten som ser ut som en bönformad i förhållande till jorden.

XL5, men inget eldklot

2020 XL₅ kallas en trojansk följeslagare till jorden i analogi med Jupiters trojanska asteroider. Jupiter delar sin bana med nästan tiotusen kända asteroider, hälften av dem före Jupiter och hälften bakom. Den första av dem, upptäckte 1906, fick namnet Akilles efter en central karaktär vid belägringen av Troja i Homers Iliaden.

En konvention utvecklades för att döpa var och en efter en hjälte från samma berättelse. Endast de som följer efter Jupiter (klustrade vid Sol-Jupiter L5-positionen) får trojanska namn, som Hektor, medan de före Jupiter (vid L4) får grekiska namn, som Akilles. Tillsammans, oavsett om de är på L4 eller L5, kallas de alla för trojaner.

Små antal trojanska asteroider har nu upptäckts associerade med Neptunus (23), Uranus (1) och Mars (9). Men 2020 XL₅ är bara jordens andra trojanska följeslagare som har hittats. Den första, 2010 TK₇, upptäcktes 2010. Det är bara cirka 300 meter i diameter, så 2020 XL₅ överträffar den avsevärt med en diameter på cirka 1,2 km.

Det finns förmodligen många fler jordtrojaner, men de är svåra att upptäcka från jorden eftersom de bara någonsin kan ses ganska lågt på himlen före gryningen om på L4 som både 2010 TK₇ och 2020 XL₅, eller strax efter solnedgången om vid L5 ( där ingen ännu har hittats). Deras banor är inte stabila under miljontals år, så de kan inte vara rester som har funnits där ända sedan jordens bildande utan måste ha drivit på plats senare.

SOAR-observationerna kunde dock visa att 2020 XL₅ verkar vara en kolrik asteroid (kallad C-typ). Så det är ett exempel på vad solsystemet byggdes av, och det skulle vara lärorikt att studera jordens trojanska följeslagare mer i detalj som exempel på oförändrat material.

Men skulle vi kunna bryta dem eller använda dem på andra sätt? Santana-Ros noterar att 2020 XL₅ har en bana som guppar över och under jordens omloppsplan. Detta betyder att för att manövrera en rymdfarkost till ett möte (att kretsa eller landa på det) skulle det krävas avsevärd hastighetsförändring. Det skulle förmodligen behöva för mycket bränsle för att vara praktiskt. Detsamma gäller för 2010 TK₇.

Studien påpekar dock att om andra jordtrojaner hittas i omloppsbanor som är mindre lutande, kan dessa utgöra praktiska baser som mellanstationer för utforskning av solsystemet. De skulle vara mycket lättare att lyfta från än från jorden eller månen eftersom deras gravitation är så liten. De kan till och med vara en källa till resurser som vi kan bryta.