木星不愧是行星老大,一幫“小弟”前呼后擁,數(shù)量多達6000以上
太陽系中有一顆恒星,8顆行星,數(shù)百顆矮行星和衛(wèi)星,但數(shù)量更多的是小行星,目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)10余萬顆,但其中98%都位于小行星帶中。這里也被認為是整個太陽系中小行星最為富集的區(qū)域。

然而在這里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,分別位于木星軌道前方和后方,與木星一起繞太陽運行,所以從位置上來說,它們實際上位于小行星帶之外。

那么在木星的前方與后方,為什么會存在這樣的一群小行星呢?這里就不得不說一下物理學(xué)中的“拉格朗日點”了,這一概念由瑞士數(shù)學(xué)家歐拉和法國數(shù)學(xué)家拉格朗日于18世紀共同提出,拉格朗日點又稱平動點,在天體力學(xué)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(xiàn)象,即如果某一時刻,三個運動物體恰恰處于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。

木星的特洛伊小行星就分別位于太陽和木星的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",木星后方的小行星群則命名為"特洛伊陣營",很顯然名字其來自于希臘神話中的特洛伊戰(zhàn)爭,這些小行星成分以硅酸鹽和水冰為主。

那么在木星的軌道為什么會有這么兩群小行星呢?這其實仍然和拉格朗日點有關(guān),在天體物理學(xué)中,5個拉格朗日點都有著運行的穩(wěn)定性,因此小天體很容易在這5個點附近跟隨大質(zhì)量天體一起運動。

由于小行星的個頭都很小,而木星的質(zhì)量又特別巨大,如果說小行星都是太陽系中的“小兵”,那么木星就是太陽系的“大將軍”,因此特洛伊小行星群有著眾多的小天體數(shù)量,2014年估計其數(shù)量至少在6000個以上,它們就像木星的“小弟”一樣,對木星前呼后擁,或者說這兩群特洛伊小行星是木星的前鋒和后衛(wèi),列陣般簇擁著木星在軌道上飛奔。

其實不單是木星,其他大質(zhì)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于 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(fā)現(xiàn),但是土星有兩顆衛(wèi)星距離L4和L5的拉格朗日點很近。
