曾有流浪行星入侵太阳系,是真的吗?
美国加州大学洛杉矶分校的D. Jewitt和康奈尔大学的 D. Z. Seligman研究指出[3],每年都会有一颗小天体进入太阳系。那么根据太阳系天体的组成,尺寸超过1公里的小天体数量在10亿颗的量级,而行星有8颗,可以简单估计流浪行星侵入事件在1亿年的尺度上可能会发生一次。虽然在人类短暂的文明史上我们无法观测到,但由于流浪行星的质量比奥陌陌和2I/Borisov这样的小天体大得多,它强大的引力效应或在太阳系天体的运行中留下某些特殊的痕迹,而这将为我们理解太阳系的形成和演化提供至关重要的线索。 通过近期对太阳系小行星的研究,我们发现了令人信服的证据,表明了流浪行星曾经来过太阳系,而这些证据和太阳系行星系统的某些平衡点密切相关。 1. 三体问题的特解——拉格朗日平衡点 三体问题是天体力学里的经典难题。其不存在数学上的解析解,或者说不存在一般意义上的通解。但是在特定情形下,三体问题有着一些特殊的解,甚至某些特解非常简单。1772年,拉格朗日发现:当两个大质量天体(如太阳和木星)相互绕转,在与它们构成等边三角形的位置处存在对称的平衡点L4和L5(图2)。若有一颗小行星刚巧位于L4或L5,那么它将永远与太阳和木星保持正三角形的构型。1906年,德国天文学家马克斯·沃夫(Max Wolf)在海德堡天文台发现了第一颗这样的小行星(588 Achilles),它运行在和木星共轨的轨道上,且与木星的角距离保持在60度左右,被称之为“木星特洛伊”。截至2023年6月,已经有超过12000颗木星特洛伊被观测到。
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