Il pianeta Marte condivide la sua orbita con una manciata di piccoli asteroidi, i cosiddetti troiani. Ora un team internazionale di astronomi che utilizza il Very Large Telescope in Cile ha scoperto che la maggior parte di questi oggetti condivide una composizione comune; sono probabilmente i resti di un mini-pianeta che è stato distrutto da una collisione molto tempo fa. I risultati sono riportati in un documento per apparire in Avvisi mensili della Royal Astronomical Society in Aprile.

Gli asteroidi troiani si muovono in orbite con la stessa distanza media dal Sole di un pianeta, intrappolati all'interno di "rifugi sicuri" gravitazionali a 60 gradi davanti e dietro il pianeta. Il significato speciale di questi luoghi è stato elaborato dal matematico francese del XVIII secolo Joseph-Louis Lagrange. In suo onore, ora sono conosciuti come "punti di Lagrange"; il punto che guida il pianeta è L4; che dietro il pianeta è L5.

Circa 6000 di questi troiani sono stati trovati nell'orbita di Giove e circa 10 in quella di Nettuno. Si ritiene che risalgano ai primi tempi del sistema solare, quando la distribuzione dei pianeti, asteroidi e comete era molto diverso da quello che osserviamo oggi.

Marte è finora l'unico pianeta terrestre noto per avere compagni troiani in orbite stabili. Il primo Marte Trojan è stato scoperto oltre 25 anni fa a L5 e chiamato "Eureka" in riferimento alla famosa esclamazione dell'antico matematico greco Archimede. Il conteggio attuale è nove, un fattore di 600 in meno rispetto ai Troiani di Giove, ma anche questo campione relativamente esiguo mostra una struttura interessante che non si vede altrove nel sistema solare.

Per i principianti, tutti i Troiani, salvane uno, stanno seguendo Marte nel suo punto di Lagrange L5 (Figura 1, pannello sinistro). Cosa c'è di più, le orbite di tutti tranne uno degli 8 Troiani L5 si raggruppano attorno alla stessa Eureka (Figura 1, pannello di destra). La causa della distribuzione irregolare di questi oggetti non è stata ancora individuata, anche se ci sono un paio di possibilità. In uno scenario, una collisione ha rotto un asteroide precursore nel punto L5, i frammenti che compongono il gruppo che osserviamo oggi. Un'altra possibilità è che un processo chiamato fissione rotazionale abbia causato la rotazione di Eureka, alla fine generando piccoli pezzi di se stesso in un'orbita eliocentrica. Qualunque sia la causa, il raggruppamento suggerisce fortemente che gli asteroidi di questa "famiglia Eureka" facevano parte di un singolo oggetto o di un corpo progenitore. Sebbene le prove circostanziali per questa ipotesi siano forti, la prova del fuoco è scoprire se gli asteroidi condividono o meno una composizione comune. Fortunatamente, questo può essere fatto al telescopio misurando il colore della luce solare riflessa dalla superficie dell'asteroide, in altre parole ottenendo il suo spettro.

Per questo scopo, un team internazionale di astronomi guidati da Apostolos Christou e Galin Borisov presso l'Osservatorio e planetario di Armagh in Irlanda del Nord, UK, utilizzato lo spettrografo X-SHOOTER montato su "Kueyen", il telescopio dell'Unità 2 della struttura Very Large Telescope dell'Osservatorio europeo meridionale in Cile all'inizio del 2016 per registrare gli spettri di due asteroidi che appartengono alla famiglia Eureka, 311999 e 385250. Analizzando gli spettri, hanno scoperto che entrambi gli oggetti sono "suonerie morte" per Eureka (Figura 2), confermando così la relazione genetica tra gli asteroidi familiari. La scoperta segna anche un "primo" significativo per gli studi sugli asteroidi; gli spettri mostrano che questi asteroidi sono prevalentemente composti da olivina, un minerale che si forma tipicamente all'interno di oggetti molto più grandi in condizioni di alta pressione e temperatura. L'implicazione è che questi asteroidi sono probabilmente materiale del mantello relitto dall'interno di mini-pianeti o "planetesimi" che, come la Terra, sviluppato una crosta, mantello e nucleo attraverso il processo di differenziazione, ma sono stati da tempo distrutti da collisioni.

Christou fa notare che "molte altre famiglie esistono nella fascia di asteroidi tra Marte e Giove, e anche tra i Troiani di Giove, ma nessuno è costituito da tali asteroidi dominati dall'olivina". Questo è legato al cosiddetto problema del mantello mancante:cioè, se si sommano la massa dei diversi minerali nella fascia degli asteroidi e in particolare quelli che si pensa siano pezzi frantumati, asteroidi differenziati, c'è un deficit di materiale del mantello rispetto alla crosta rocciosa e al materiale del nucleo metallico.

Sebbene la scoperta di questa famiglia dominata dall'olivina non fornisca una soluzione definitiva al problema del mantello mancante, mostra che il materiale del mantello era presente vicino a Marte all'inizio della storia del sistema solare. Come spiega Christou:"I nostri risultati suggeriscono che tale materiale ha partecipato alla formazione di Marte e forse del suo vicino planetario, la nostra Terra".