太陽(yáng)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(wàn)顆,但其中98%都位于小行星帶中。這里也被認(rèn)為是整個(gè)太陽(yáng)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(gè)小行星群體非常特殊,因?yàn)樗鼈兊能壍琅c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(yáng)運(yùn)行,所以從位置上來(lái)說(shuō),它們實(shí)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(huì)存在這樣的一群小行星呢?這里就不得不說(shuō)一下物理學(xué)中的“拉格朗日點(diǎn)”了,這一概念由瑞士數(shù)學(xué)家歐拉和法國(guó)數(shù)學(xué)家拉格朗日于18世紀(jì)共同提出,拉格朗日點(diǎn)又稱平動(dòng)點(diǎn),在天體力學(xué)中是限制性三體問題的五個(gè)特解,這一特解在天體運(yùn)動(dòng)中有普遍存在的現(xiàn)象,即如果某一時(shí)刻,三個(gè)運(yùn)動(dòng)物體恰恰處于等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn),只要給定初速度,它們將始終保持等邊三角形隊(duì)形運(yùn)動(dòng)。
木星的特洛伊小行星就分別位于太陽(yáng)和木星的L4和L5的拉格朗日點(diǎn)附近,這兩個(gè)點(diǎn)與L1點(diǎn)為頂點(diǎn)與木星的連線呈60度角,所以它們的距離實(shí)際上也離木星相當(dāng)遙遠(yuǎn)。在木星前方的小行星群稱為"希臘陣營(yíng)",木星后方的小行星群則命名為"特洛伊陣營(yíng)",很顯然名字其來(lái)自于希臘神話中的特洛伊戰(zhàn)爭(zhēng),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(huì)有這么兩群小行星呢?這其實(shí)仍然和拉格朗日點(diǎn)有關(guān),在天體物理學(xué)中,5個(gè)拉格朗日點(diǎn)都有著運(yùn)行的穩(wěn)定性,因此小天體很容易在這5個(gè)點(diǎn)附近跟隨大質(zhì)量天體一起運(yùn)動(dòng)。
由于小行星的個(gè)頭都很小,而木星的質(zhì)量又特別巨大,如果說(shuō)小行星都是太陽(yáng)系中的“小兵”,那么木星就是太陽(yáng)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(jì)其數(shù)量至少在6000個(gè)以上,它們就像木星的“小弟”一樣,對(duì)木星前呼后擁,或者說(shuō)這兩群特洛伊小行星是木星的前鋒和后衛(wèi),列陣般簇?fù)碇拘窃谲壍郎巷w奔。
其實(shí)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(hào)為 2010 TK7,另外已知海王星有22個(gè),天王星有兩個(gè),火星有9個(gè)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(diǎn)很近。


