木星不愧是行星老大,一幫“小弟”前呼後擁,數量多達6000以上

太陽系中有一顆恆星,8顆行星,數百顆矮行星和衛星,但數量更多的是小行星,目前已經發現10餘萬顆,但其中98%都位於小行星帶中。這裡也被認為是整個太陽系中小行星最為富集的區域。

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然而在這裡還有一片特殊的地方,那就是特洛伊小行星群,這個小行星群體非常特殊,因為它們的軌道與木星共軌,而且它不是一群,而是兩群,分別位於木星軌道前方和後方,與木星一起繞太陽運行,所以從位置上來說,它們實際上位於小行星帶之外。

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那麼在木星的前方與後方,為什麼會存在這樣的一群小行星呢?這裡就不得不說一下物理學中的“拉格朗日點”了,這一概念由瑞士數學家歐拉和法國數學家拉格朗日於18世紀共同提出,拉格朗日點又稱平動點,在天體力學中是限制性三體問題的五個特解,這一特解在天體運動中有普遍存在的現象,即如果某一時刻,三個運動物體恰恰處於等邊三角形的三個頂點,只要給定初速度,它們將始終保持等邊三角形隊形運動。

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木星的特洛伊小行星就分別位於太陽和木星的L4和L5的拉格朗日點附近,這兩個點與L1點為頂點與木星的連線呈60度角,所以它們的距離實際上也離木星相當遙遠。在木星前方的小行星群稱為"希臘陣營",木星後方的小行星群則命名為"特洛伊陣營",很顯然名字其來自於希臘神話中的特洛伊戰爭,這些小行星成分以硅酸鹽和水冰為主。

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那麼在木星的軌道為什麼會有這麼兩群小行星呢?這其實仍然和拉格朗日點有關,在天體物理學中,5個拉格朗日點都有著運行的穩定性,因此小天體很容易在這5個點附近跟隨大質量天體一起運動。

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由於小行星的個頭都很小,而木星的質量又特別巨大,如果說小行星都是太陽系中的“小兵”,那麼木星就是太陽系的“大將軍”,因此特洛伊小行星群有著眾多的小天體數量,2014年估計其數量至少在6000個以上,它們就像木星的“小弟”一樣,對木星前呼後擁,或者說這兩群特洛伊小行星是木星的前鋒和後衛,列陣般簇擁著木星在軌道上飛奔。

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其實不單是木星,其他大質量的天體也容易通過這種方式捕獲其他的小行星,我們所在的地球也有特洛伊小行星,目前已知唯一的特洛伊木馬小行星位於 L4 位置,編號為 2010 TK7,另外已知海王星有22個,天王星有兩個,火星有9個特洛伊小行星,土星軌道上還沒發現,但是土星有兩顆衛星距離L4和L5的拉格朗日點很近。

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