在太陽系中,一個行星軌道上為什麼只有一顆行星?

2021-01-16 艾伯史密斯

對於行星圍繞恆星運行的情況,在同一軌道上,是幾乎不可能存在兩顆大行星的。

對於八大行星,在各自的軌道上運行,都只有唯一一顆大行星;其實在理論上,只要多顆行星所處軌道精確吻合,那麼多顆行星是可以存在於同一軌道上的。

但是在實際當中幾乎不可能,就算在一段時間內兩顆行星的軌道精確吻合,也會因為其他大行星的引力懾動影響,導致兩顆行星的軌道有所偏離。

這種偏離哪怕是一釐米,在數萬年乃至數億的時間裡,兩顆行星的軌道差異將會逐漸被放大,直到兩者相撞後,或者相互吸引聚合在一起,或者碰散後形成一個小行星帶。

拉格朗日點

不過還有一種情況,就是兩個天體中的一個質量相對較小,就可能形成軌道共振效應;比如在木星軌道上,就在太陽-木星拉格朗日L4和L5上,各自存在一個小行星群,其中最大的天體長度有370公裡。

天文學上的拉格朗日點L4和L5,屬於自平衡點,質量遠小於太陽和行星的天體,在此處可以達到自平衡,並永遠運行下去;但是目前科學家還未發現地球-月球的拉格朗日點L4和L5上有小行星。

三體問題

如果第三顆天體的質量太大,那麼就很難與太陽和行星形成穩定系統,這在天文學上叫做三體問題,是沒有一般性解的,只有限制性解。

在理論上,三個天體可以達到穩定狀態,目前科學家已經發現了十幾個三體問題的穩定解;只不過需要的初始條件要求很高,實際當中不可能達到。

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