它們是被引力遺忘的角落。在那裡，來自其他天體的引力會互相「抵消」，因此可以俘獲住任何掉入其中的物體。這些引力陷阱也位於地球的軌道之上，一個在地球的前方，另一個則在地球的後方。天文學家將它們稱為「拉格朗日點」，簡寫成L4和L5。你可以把它們想像成粘鼠板。
在太陽系形成以來的45億年裡，從塵埃雲到小行星以及隱藏的行星都有可能在那裡聚集。一些人甚至懷疑，外星人的飛船正從拉格朗日點監視我們，來尋找文明的跡象。
暫時先把外星人放到一邊，即使那裡只存在著太陽系古老的小天體的話，也足以使絕大多數人為之高興了。「我相信在L4和L5能找到不少東西，」美國普林斯頓大學的天體物理學家理察·戈特（Richard Gott）說。
在近一個世紀的沉思之後，我們終於來到了能一探L4和L5究竟的邊緣。今年底，兩個用於研究太陽的探測器將開始穿越L4和L5的漫漫之旅。
科學家們計劃使用美國宇航局（NASA）日地關係觀測臺（STEREO）兩個探測器上的儀器來搜尋「身陷」拉格朗日點的小天體。無論它們發現了什麼都 會大大增進我們對太陽系形成的認識，告訴我們更多形成月亮的那次巨大撞擊的有關信息，並且警告我們是否還有存在另一次劇烈碰撞的可能。
1772年數學家約瑟夫-路易·拉格朗日第一個發現了拉格朗日點。他計算發現地球的引力在五個地方會「中和」太陽的引力，使得位於那裡的天體可以真正地體驗到失重的感覺。
在五個拉格朗日點中L4和L5是最吸引人的，因為只有它們是「穩定」的。如果你在L1或者L2上放置一顆衛星的話，除非你可以不斷地調整它的位置，否則幾個月之後它就會跑開。而位於L4和L5的小天體則會在複雜的力平衡下保持穩定。在地球軌道上距離地球1.5億千米的地方，L4位於地球前方60°的地方，而L5則位於地球後方60°的地方。
天文觀測發現其他行星的周圍也存在類似的拉格朗日點。1906年馬克斯·沃爾夫（Max Wolf）發現了一顆位於火星和木星間主帶以外的小行星，並且證認出它就位於木星的L4上。沃爾夫將其命名為「阿基裡斯」，並由此開啟了用特洛伊戰爭中的人物來命名這些小行星的傳統。
「阿基裡斯」在木星和太陽引力的共同作用下被束縛在了L4周圍跟著木星一起繞太陽轉動，且不得越雷池半步。這也使得地面上的望遠鏡開始搜索更多這樣的天體。現在已知在木星的L4和L5周圍各有超過1000顆的小行星。
然而也並不是每顆行星都具有特洛伊型小行星。土星似乎就沒有，而海王星則在最近十年中剛剛發現了它的特洛伊型小行星。很自然地，天文學家們就會想在地球的L4和L5上是不是會有小行星呢？
飛越L4和L5
問題是很難從地面上觀測地球的L4和L5點。由於它們太靠近太陽了，因此當夜幕降臨的時候，尾隨的L5區域正好位於低空並且很快也要下落。而另一方面，當前導的L4點剛剛升起來的時候，不久黎明的曙光就會接踵而至。
但是這並不能阻擋加拿大西安大略大學的保爾·韋格特（Paul Weigert）及其同事在上個世紀90年代使用夏威夷莫納克亞山上的加拿大-法國-夏威夷望遠鏡對這兩個區域進行的搜尋工作。這是一項艱巨的任務，因為L4和L5周圍的區域在天空中比滿月還要大，因此要想徹底搜索它們的話就需要大量的觀測。然而由於韋格特及其同事的搜尋不夠徹底，最終他們不得不空手而歸。
最近，諸如林肯近地小行星搜尋計劃這樣的程控小行星搜尋項目已經開始把搜索的天區逐漸向地球的拉格朗日點靠近，但是到目前為止還沒有發現任何小行星。「這個領域已幾近枯萎，因此大家都等著有人能發現點什麼，」韋格特說。
即便當初並不是設計來發現小行星的，但是NASA的STEREO還是會改變這一切。發射於2006年，STEREO的兩個探測器一個位於地球之前，一個 位於地球之後。跟著地球一起，STEREO A漸漸地跑到了地球的前面，而STEREO B則掉隊得越來越遠。這由於它們的特殊位置，這兩個探測器可以直接監測位於太陽和地球之間的區域，以此來研究會對人造衛星電子設備和地球造成危害的太陽風暴。
[圖片說明]：兩顆STEREO衛星。版權：Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/NASA。
而L4和L5正是為地球預警來襲太陽風暴的理想位置。「我們曾經打算把STEREO的兩個探測器就放置在兩個拉格朗日點上，這樣一來就它們就可以提供提前兩、三天的太陽風暴警報，」美國戈達德航天中心的STEREO項目科學家麥可·凱澤（Michael Kaiser）說。
但STEREO的科學家發現，如果要讓STEREO恰好在L4和L5處停下來的話會消耗大量的燃料。因此他們決定讓STEREO自由穿過這一區域。「這是一片很大的區域，」凱澤說，「這將花上STEREO幾個月的時間來穿越它。」
這一下讓STEREO團隊的成員、英國盧瑟福-阿普爾頓實驗室的理察·哈裡森（Richard Harrison）想到了一個主意，也許STEREO探測器上的照相機還能用來做些其他的事情。他開始研究把STEREO上的日球層成像儀用於小行星搜尋 的可能性和辦法。「它們都不是用來幹這個的，」做為成像儀首席科學家的哈裡森說，「這是一個附加的用途。」
即便如此，小行星搜索也是一項艱苦的任務，因為位於拉格朗日點的小行星相對於背景中數千顆恆星而言只不過是一個移動的小亮點。而STEREO也會發動志願者通過網際網路來搜尋STEREO照片中的近地小行星。
除此之外，哈裡森也希望能有專門的人來研究對L4和L5的穿越。「近距離地研究L4和L5將會是全新的經歷，我們應該推動它的前進，」他說。但是在目前的經濟背景下，這恐怕說起來容易做起來難。
如果科學家確實能發現小行星的話，那麼他們的努力就沒有白費。「看著它慢慢地進入我們的視場一定是非常壯觀的，」哈裡森說。
除了能看到小行星以外，還能根據它反射陽光的變化來推測出它的自轉。「我們還可以測量出拉格朗日點周圍的小行星和塵埃分布情況，」哈裡森說。
有了這些信息，也許就能回答太陽系中最令人困惑的問題之一——為什麼月亮的個頭這麼大？
絕大多數天文學家相信，月亮形成於40億年前地球和火星大小的天體相撞之後產生的碎片。但問題是這個火星大小的天體又是來自何方的呢？
計算機模型顯示，如果這個天體來自太陽系的其他地方，那麼它就會攜帶過多的能量。因此它不但不會造就出月亮，還會把地球整個撞碎。所以這個天體必定來自一個比較近的地方，它在和地球相撞前還沒來得及被過多地加速。
行星的殘留物
另一條線索是，月球含有和地球相同豐度的氧同位素，這預示著不管是什麼撞擊了地球一定也和地球具有相同的氧同位素豐度。當天文學家們放眼太陽系，發現氧同位素的含量都和地球不同，火星也不例外。這也暗示著撞擊天體就形成於地球附近。但是在哪兒呢？
令人疑惑的是一個天體是如何在距離地球這麼近的地方形成並且在和地球碰撞前生長到火星大小的？地球和它之間的引力很快就會把它拉向地球。戈特說，除非它是在拉格朗日點形成的。「穩定拉格朗日點可能正是生它、養它的地方，」他說。
一旦它長得足夠大，和其他天體（例如金星）的引力相互作用就有可能把它推出拉格朗日點，並且讓它撞向地球。
「由於形成於太陽系的同一地區，因此它具有和地球相同的氧同位素，」戈特說。而且由於位於相同的軌道，因此它和地球相撞的時候兩者的速度差異不會很大。
戈特認為，如果還有東西存在於L4和L5的話，可能是那個撞擊天體殘留下來的。「如果我們在那裡發現了大量的天體。那麼它們會是未來採樣返回計劃的重要目標，由此我們可以知道它們是否具有和地球一樣的氧同位素含量，」戈特說。戈特相信，如果確實如此的話，這會增強撞擊地球的小天體形成於拉格朗日點的說法。
為了準備探測器造訪L4和L5，哈裡森正在和他的同事們商討如何來操控這兩個探測器以此來取得最佳的視 角。聽起來似乎很奇怪，因為這兩個探測器不會觀測它們將要去的地方。相反，它們是面朝著地球向前飛，目的是為了監視指向地球的太陽風暴。為了取得觀測拉格 朗日點的最佳視角，探測器不得不翻個身，於是日球層成像儀就會朝向前方，而其他儀器則保持不變。
穿越L4和L5之旅是伴有潛在危險的。拉格朗日點處可能存在著被俘獲的塵埃雲，如果STEREO運氣不佳的話，就會發生致命的碰撞。「如果有東西撞上我們的照相機的話，那我們就完了，」日球層成像儀小組成員、盧瑟福-阿普爾頓實驗室的克裡斯·戴維斯（Chris Davis）說。
當探測器穿越最危險地帶的時候，將照相機背過來轉向地球也許可以降低風險。不過STEREO小組的其他成員則很有信心。因為從發射至今，探測器已經和 地球軌道上的塵埃發生過碰撞了。戈達德航天中心專門研究這些塵埃撞擊事件的克裡斯·聖西爾（Chris St Cyr）說：「從每天幾次到幾千次，塵埃撞擊的起伏很大。」
沒有人知道，STEREO能發現多少顆小行星。韋格特及其同事通過一系列的計算機數值模擬來演示在1百萬年的時間裡金星的引力是如何從地球的拉格朗日 點中拽出小行星的。然而結果卻發現這一過程是雙向的，金星的引力在把小行星從拉格朗日點拽出來的同時也會把小行星推入拉格朗日點。這一結果再加上時至今日 尚未被望遠鏡發現的拉格朗日點小行星使得韋格特開始仔細地思考他預計的STEREO所能發現的小行星的數量和大小。他說：「我認為那裡會有一些小行星，但 是不會超過幾百個。而且我認為它們的直徑都不會超過1千米。而在主帶中，小行星的一般直徑為100千米。」
哈裡森倒並沒有為此而擔心。「有人認為我們會發現些什麼，有人則認為我們不會，」他說，「但是如果我們讓機會白白溜走的話，那才是最大的遺憾。」
正有另一顆行星在威脅地球嗎？
絕大多數天文學家認為月亮是形成於地球早期和火星大小行星之間的碰撞。一些科學家提出這顆行星就形成於太陽和地球引力「相消」的拉格朗日點。那麼現在的拉格朗日點中是否還潛藏著其他的行星殺手嗎？
「絕對不會的，」加拿大西安大略大學的保爾·韋格特（Paul Weigert）說。因為太陽系中已經沒有足量的塵埃物質了。
但是45億年前的情況就不同了，當時太陽系正從星雲中誕生。塵埃和氣體的混合孕育了行星，而在它們的L4和L5則會集聚起其他較大的天體。「那時有足夠的物質可以來形成火星大小的天體，」韋格特說。
好了，行星大小的天體可以被排除了。但是美國普林斯頓大學的理察·戈特（Richard Gott）估計那裡還是會存在可以威脅地球的小行星。戈特說：「如果我們在那裡發現了個頭較大的小天體，那麼它無疑就是一顆定時炸彈。」因為來自其他天體 （尤其是金星）的引力擾動會把它拽出拉格朗日點。一旦它脫離了束縛，就有可能會撞上地球。
「如果確實在那裡發現了小行星，也許我們有必要先發制人，」戈特說，「把它炸碎。」