沿着它绕太阳的轨道运行的并不孤单。 两群巨大的小行星被这颗气态巨行星和我们的恒星之间的引力相互作用所困住,在木星行走其宇宙尺度时,它们领先或落后于木星。
在这些统称为特洛伊木马的群体中,我们已经识别出超过 12,000 颗小行星迄今为止,但有一个奇怪的谜团让科学家们感到困惑:领先的群,称为希腊群或 L4 群,比尾随的特洛伊群或 L5 拥有更多的小行星,尽管这两个群看起来同样稳定。
现在,一组科学家找到了答案:太阳系早期木星与太阳距离的变化。 具体来说,是从更接近当前轨道的位置移动。
“我们认为,就距太阳的距离而言,木星的向外快速迁移可能会扭曲特洛伊星群的结构,从而导致 L4 星群的轨道比 L5 星群更稳定,”天文学家李健说中国南京大学。
“这个机制,暂时诱导了两者不同的进化路径共享木星轨道的小行星群,为公正的观察提供了新的、自然的解释,即 L4 小行星比 L5 群中的小行星大约多 1.6 倍。”
L4和L5指的是拉格朗日点,两体相互作用过程中出现的重力稳定点。 每个二体系统都有五个拉格朗日点,其中两个物体之间的引力相互作用与向心力需要一个小身体与它们一起移动。
其中三个点位于连接两个大物体的线上。 剩下的两个,L4 和 L5,共享两个天体中较小的一个的轨道路径,L4 在前,L5 在后。
根据数十年的研究,木星上的希腊人和特洛伊人应该同样数量众多。 这两个民族在稳定性和生存能力方面具有几乎相同的特性,但希腊人的数量远远超过特洛伊人。 为了找出原因,李和他的同事决定根据早期巨行星不稳定性来模拟木星的早期演化。
该理论表明,木星是在与当前位置不同的位置形成的,但在太阳系历史早期因另一个行星体的引力扰动而被推出。
这大策略假说,这可以解决太阳系的几个问题,表明木星向内移向太阳,然后再次移回当前距离。
根据该团队的模型,木马种群的不对称性可以在快速向外迁移过程中被复制,在此期间木马会丢失。 另一方面,希腊人在向内迁移的过程中迷失了方向。 该团队的模型表明,木星向外迁移的次数多于向内迁移的次数,导致希腊人口数量增加。
这与 2019 年的一项研究不同,该研究发现不对称是结果纯粹是向内迁移,但它更符合大策略假设。
就目前而言,该模型是一个非常有趣的起点,但研究人员指出它相对粗糙。 未来的研究可以致力于生成更详细的模型,以发现迁移的数量、顺序或长度是否与特洛伊木马的数量相关。
目前的工作没有考虑到潜在的影响,,或海王星。 为了获得更准确的结果,可以将这些机构包括在内。
研究人员表示,识别更多的木马将更准确地描述这些物体的数量,这也将有助于完善未来的分析。 但调查路线看起来很有希望。
“当前太阳系的特征在其形成和早期演化中仍存在尚未解开的谜团,”天文学家尼古拉斯·乔加卡拉科斯说纽约大学阿布扎比分校,阿拉伯联合酋长国。
“成功地模拟太阳系发展早期阶段的事件并将这些结果应用于现代问题的能力也可能成为天体物理学家和其他研究人员努力更多地了解我们世界的黎明的关键工具。”
该研究发表于天文学与天体物理学。