拉格朗日点(拉格朗日点为什么4和5最稳定)

虽然偶尔会有彗星或小行星撞击的危险，但我们的太阳系其实非常稳定。只要太阳还在，八大行星就能在各自的轨道上稳定运行。然而，所有的恒星系统都是这样的吗？是否存在与我们不同的恒星系统，两颗行星共存于同一轨道？

根据国际天文学联合会(IAU)对行星的定义，它需要清除轨道上的其他天体。严格来说，行星的定义排除了两颗行星共存于同一轨道，因为如果有两颗行星，轨道上的天体还没有被清除。

但是，姑且抛开技术上的定义，两颗行星是否有可能在同一轨道上围绕恒星运行？最大的问题是引力，因为引力可以通过两种方式摧毁共享一个公转轨道的行星:(1)其中一颗行星的引力作用可能会“驱逐”另一颗，它要么被推向恒星，要么被推离恒星系统；(2)两颗行星之间的引力相互作用导致了剧烈的碰撞。

事实上，后一种情况可能在地球上发生过。原始地球刚诞生时，与一颗行星发生了大碰撞，形成了我们今天所知的地球和月球。

两颗共享同一轨道的行星不会是真正稳定的，最好的情况是准稳定，也就是说经过一定时间后，平衡会被打破。但在此之前，这两颗行星理论上可以共享同一轨道数十亿年。这里我们需要了解一下“拉格朗日点”。

拉格朗日点

如果只考虑一颗恒星和一颗行星，则有五个引力平衡点(拉格朗日点)，恒星和行星的引力效应相互抵消。所以理论上，如果另一颗行星在拉格朗日点，三个天体都可以在轨道上稳定运行。实际上只有两个拉格朗日点(L4和L5)是稳定的，分别位于行星轨道前后60度。而另外三颗(L1、L2和L3)则不稳定，它们位于两个天体之间直线上，其中的天体最终要么碰撞，要么被逐出。

但是L4和L5是小行星的聚集点。在这些点上，气态巨行星可能有数以千计的小行星，例如，木星和特洛伊群小行星共存于同一轨道上。地球也有一颗:小行星3753，目前与地球处于准稳定轨道！虽然这颗小行星在十亿年的时间尺度内是不稳定的，但两颗行星共享同一轨道是绝对可能的。

此外，还有一种可能是两颗行星周期性地交换轨道:一颗行星向内轨道运行，另一颗向外轨道运行，每隔一段时间彼此交换轨道。虽然听起来很疯狂，但在我们的太阳系中有一个例子:土星的两颗卫星——土卫二和土卫二。每隔四年，它们就会相遇，彼此之间的相互吸引会使它们的轨道相互交换，然后它们就会各自运行。

土卫二和土卫十一

在过去的27年里，天文学家已经多次观测到这两颗卫星的引力之舞。据我们所知，这种组合在太阳系的整个生命周期中都是稳定的。换句话说，我们完全可以想象在我们的星系中有一个恒星系统，两个行星以这种方式运行。

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拉格朗日点(拉格朗日点为什么4和5最稳定)

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