爲什麼一個軌道上只有一顆行星?在地球軌道上還可以再塞進一顆行星嗎?

世間萬相歸於空寂


題主一門心思想在地球軌道之上再塞進一顆行星,那我們就拋開行星的定義來聊聊這個話題吧。

在我們這個宇宙中,一般來說一個軌道上都只有一顆行星。宇宙這種佈局在我們看來是一種不折不扣的浪費,但沒辦法,事實就是這樣。國際天文聯合會在給行星的定義中也強調了這一點。那就是做為行星,它必須清除其軌道附近的物體,並且在自己的軌道上有比自己大的行星存在。


造成這種結果的原因和行星的形成有著密切的關係。我們知道,太陽系在形成之前是一團由氣體和塵埃組成的原始星雲。後來星雲中的物質在萬有引力作用下,慢慢集聚成無數大小不一的“單元體”。這些“單元體”伴隨著塵埃氣體繼續集聚,最終有99.86%的物質都被吸積到一起,從而形成我們今天所看到的太陽。


整個星雲在吸積的過程中,會向漩渦和氣旋那樣旋轉起來,由於在旋轉中產生的離心力與太陽的引力相抵消,那些不到1%的在太陽吸積過程中漏網的物質便永遠留在了還繞太陽的軌道上。這些物質在萬有引力的作用下都在各自的軌道上繼續吸積,從而形成一個個行星和衛星。

在太陽系形成之初,系內的秩序還是非常混亂的。那時的太陽系,天體碰撞事件頻發,因而就產生了眾多的天體碎塊。這些碎塊或是被甩出太陽系,或是被太陽所吸積,還有更多都留在了環日軌道之上(比如火星和木星之間的小行星帶)。


國際天文聯合會都已經給行星這樣定義了,行星面對自己軌道上的“雜亂物體”豈能容忍。它們年復一年像出租車“掃街”那樣把自己軌道上的物體都吸積過來,從而使自己在軌道上獨霸一方。

這種情況說起來很簡單,但實際情況卻有點複雜。比如在木星的軌道前後60度角的拉格朗日點(F4和F5)上共聚集了6000顆左右的小行星。它們被人們稱為特洛伊群小行星。這些小行星在木星的軌道上前呼後擁,伴隨木星同步運行。
拉格朗日點示意圖



特洛伊群小行星

同樣的現象還出現在土星之上。這就是土衛十三和土衛十四。這兩顆衛星也是處在土衛三軌道前後60度角的拉格朗日點之上伴隨土衛三同步運行。

在土星的衛星中,最讓人不可思議的是土衛十和土衛十一。這兩顆衛星的大小分別是181千米和116千米,它們的軌道半徑僅僅相差50千米,因此可以說它們哥倆是在同一軌道上運行的衛星。





這兩顆衛星由於運行速度有所不同,它們每隔4年就會相遇一次。每逢它們相遇時,並不是我們想象中的慘烈的撞擊,而是換著軌道玩,來巧妙地相互避讓對方。這種有趣的現象不是魔術,而是萬有引力導演的結果。

當土衛十快要追上土衛十一的時候,它們之間的引力會加大。在它們的相互牽引下,後面的土衛十會加快速度向著高軌方向移動,而前面的土衛十一則會由於速度的減小而降軌。這樣一來,它們小哥倆就會很默契地避讓過去。避讓之後它們會再次通過引力來恢復各自原來的軌道。


卡西尼號拍攝的土衛十和土衛十一

哪天如果有不長眼的流浪行星撞入地球的軌道,可以想象,只有一種情況地球才會與闖入者相撞,那就是闖入者和地球質量相當,並且是逆向而行。如果這是一顆小行星,並且以極慢的速度來接近地球,那麼它就會在地球與太陽的拉格朗日點(F4或者F5)停頓下來,並且與地球保持相對靜止的狀態。在其它情況下,它們一般也是不會相撞的。這一點木星和土星已經給我們做了鮮活的演示。



探奇筆記


這個問題不好回答,因為有坑。

首先是可以塞下倆地球的,比如這邊一個,對面一個,在同一個軌道高度。但是這時候的地球就不是行星了,行星的定義包括清除掉軌道上其他天體。(心疼冥王星一秒)


拋開這個坑不談,假如往地球與太陽的另一頭放一個地球會怎樣?開始的時候,這倆地球都會繞著太陽旋轉,週期一樣,幾乎還是365天沒變,可能變快一丟丟,但是不明顯。

隨著一年年過去,由於這倆地球受到其他天體引力不同,日積月累使得這倆地球的軌道有輕微的改變。軌道有輕微的改變,環繞週期就有輕微的改變。比如,一顆地球的環繞週期縮短了一秒。那麼,在24*60*60=86400年之後,這倆地球就會到達一個最近的點,也可能比這個時間短,比如8萬年就夠了。最終這倆地球會相撞,變成一個行星。


當然啦,有很多在同一個軌道的小天體還是很常見的。比如土星環,雖然土星環過很多年也會消失。


蛋科夫斯基


在一個恆星系統中,每一個行星都有屬於自己的軌道,而且這個軌道都是它獨有的,但是行星圍繞恆星運行的軌道都十分漫長,這條軌道上,是可以放置很多行星的,比如地球圍繞太陽運行的軌道就長達十多億公里,然而地球的直徑只有12700公里左右,這條軌道上可以放下10萬個地球,那為什麼只有地球一個行星在這條軌道上運行呢?即便多出一個,在地球運行位置的軌道另一邊運行都不行嗎?



這是不可以的!其實行星定義中的一條就是清理了自己軌道上的大型天體,當然圍繞行星運行的衛星除外,我們再看穀神星,雖然它的質量不夠大,但是它之所以是一顆矮行星,主要原因就是因為它沒有將自己軌道上的小行星完全清理掉,那麼在它運行的過程中,就仍然會不斷有小行星撞擊到它的表面上,我們可以認為它是一個正在形成中的準行星,但它無法是嚴格意義上的行星。


其實行星獨霸一條軌道是一個自然而然的過程,在同一條軌道上,本身就極難容納兩顆行星存在,我們在以地球為例,假如在地球軌道的另一面放置了一顆行星,而且前進的速度也與地球一樣,這樣設置的話在兩者運行的過程中是可以相安無事的,但是行星的運行的過程中會受到外部因素的干擾,比如小行星撞擊太陽風吹拂等等,這些都會改變行星的運行速度和狀態,導致行星運行的速度變快或者變慢,那麼只要它們的速度變得不一樣,經過一段時間的運行之後,兩者就會靠的很近,再加上彼此引力的作用,進而就會撞到一起了,所以同一條軌道上是不可以長時期存在兩顆行星的。


太陽系形成的早期,地球的軌道上可能也有很多天體,甚至也有行星這樣級別的天體,但是在各自運行的過程中,一定是會發生撞擊合併現象的,所以在地球的軌道上,質量最大的地球清理了所有的其他天體,最終只有它留存了下來。

其他的行星當然也和地球一樣,自己的軌道就是自己的地盤,只要闖入者質量不如自己大,一般都會被吃掉的。


科普大世界


行星是圍繞恆星旋轉的星球,可以是氣態行星和岩石行星。它的質量要足夠大,且在它的軌道範圍之內必須清除大型天體。除了是圍繞其行星軌道的衛星

我們知道太陽系中有八大行星,分別是水星,金星,地球,火星,木星,土星,天王星,海王星。而冥王星被除名是因為科學家估錯了它的質量,其實冥王星的質量太小了,比月球還要小。所以不符合行星的標準,被列入了矮行星。

如果將地球的軌道再加入一顆行星的話肯定是不可以的。因為每個行星軌道只能存在一個行星,假如地球的軌道多了一個行星,那麼隨著時間的推移,兩個行星必定會運行到一個相近的區域,發生碰撞,然後碰撞的碎片聚集變成一個行星。

科學家發現在太陽剛誕生初期,地球的附近就有一個類似火星大小的天體,這顆行星名叫忒伊亞。忒伊亞與地球的運行軌道非常近,在某一天,因為引力的影響他們碰撞了,之後融合成了一個新的地球,碰撞的碎片飛散到太空聚集形成了衛星月球。



所以一個軌道上面不會出現兩個行星。終有一天他們會相撞變成一個行星。


宇宙探索未解之迷


為什麼一個軌道上只有一顆行星?在地球軌道上還可以再塞進一顆行星嗎?

行星的定義就將這個可能性給排除了,因為作為行星必須能清理軌道上的其他天體,也就是說形成之初它即已經清理乾淨軌道內的塵埃帶和小行星等天體了,這個結果讓軌道內無法生成第二個大型天體,比如下圖原始恆星盤:

圍繞著TW - Hydrae的原始恆星盤中擁有可能隱藏行星的光環裂縫。很明顯這個行星已經成型,它已經清理乾淨了自己軌道上的塵埃帶留出了一條清晰的軌跡!

還有這些也是未來的恆星系胚子

不過本問題並非討論是否能形成這樣的可能,而是能否放入一個行星,或許可以從拉格朗日點來稍作考慮:

從這個地日系的拉格朗日看,L3和L4以及L5都可以放一個,並且放入後又會增加2個拉格朗日點,看上去似乎可以放5個行星,並且相互制約,看起來能構成穩定的系統,但這些拉格朗日點上的行星構成了一個極為複雜的平面三體或者多體運動,這個似乎有些超出了當初的設想,軌道改變是肯定的,但如何動向答主無法驗證此理論,哪位讀者可以幫忙計算一下!

如果在其他位置上放置行星的話,即使當初與地球的公轉速度一致也會在後續的公轉過程中受到其他行星引力的擾動逐漸失去同步,那麼在45億年的歷史上,早已和地球相撞合併成一個天體,地球的形成歷史上是否有過這樣的慘烈經歷我們已經無從查證,但幾乎可以肯定的是一山不能容二虎的道理同樣適用於天體運行規則!


星辰大海路上的種花家


可以,而且可以塞進兩顆行星。

兩百多年前,法國數學家拉格朗日就推算出,在地球軌道附近,有五個點,可以允許其他天體存在,但是隻有兩個點能夠長期穩定存在。我們先仔細分析一下下面的五個點。首先,拉格朗日1點,該點的位置處於地球和太陽引力的平衡點,也就意味著該點的天體所受的太陽和地球引力完全抵消,會以勻速速直線運動的方式前進,顯然不能長期穩定存在,需要消耗少量燃料才行。拉格朗日2點,你可以把太陽和地球想象成一個整體,天體圍繞這個整體運轉。但是由於地球軌道是橢圓,不是正圓,同樣不能長期穩定存在,需要少量燃料維持。拉格朗日3點很簡單,不用解釋,同樣是因為地球軌道是橢圓,不能長期穩定存在。只有拉格朗日4和朗格朗日5點,同時受到太陽和地球引力,由於他們分別和太陽地球組成等邊三角形,所以引力的合力剛好指向太陽和地球的質心,因此可以長期穩定存在。

假如在這兩個位置塞進兩顆行星是沒有問題的。在月球軌道前後60°的位置各有一個氣體雲團,在木星軌道前後60°的位置分別有脫羅秧小行星群,588和617號小行星。足以說明拉格朗日4和朗格朗日5點允許其他天體穩定存在。



旅行到宇宙邊緣abc


好問題!理論上可以,但是條件太苛刻!苛刻到幾乎不可能存在!第一個條件,兩顆行星必須同時生成!第二個條件,第二行星公轉速度必須與地球相同,連一秒的誤差都不能有,這樣才能保證兩個行星不會相撞。第三個條件,是倆行星質量必須相同,否則不可能在同一個軌道上。根據萬有引力定律,引力的大小與距離有關。反過來說,想要距離太陽距離相同,就要有相同大小的引力。否則質量大的引力大,軌道會更靠近太陽。。

綜上,不排除未來人工干預可以做成,但是在自然條件下,這樣的機會可以說是零!


心意所指


人造衛星都有各自的軌道,何況地球?這就要用萬有引力定律來解釋。地球有自己的軌道取決於其向心速度和離心線速度,還要取決於自身質量而定。每個天體繞太陽速度是不同的,質量也不一。


為了明天1957


題主的想法有把地球由大行星降為矮行星的風險,所以要謹慎假設。😂



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