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　　小天體在「行星際高速公路」上穿梭

　　歲末年初，一條天文消息引發強烈關注：2018年，「骷髏頭小行星」將再次飛掠地球。

　　這個小天體長得像個骷髏頭，曾在兩年前的萬聖節拜訪過地球。2018年，它的拜訪時間是11月。

　　雖然個頭比較小，但小天體是太陽系內的龐大家族。而且，除了長相之外，小天體有很多有意思之處。比如，它們在天上到底怎麼飛的？

　　乖乖在橢圓軌道上畫圈圈

　　在太陽系中，八大行星乖乖地繞著太陽在橢圓軌道上轉圈。其根本原因是力的作用。

　　比如，太陽與地球之間存在相互吸引的萬有引力。這個力對太陽沒有太大影響，卻足以把地球吸到太陽身邊。

　　「地球之所以沒有被太陽吸走，是因為它繞著太陽旋轉時，形成了離心力，跟自身引力加起來，就與太陽的引力達到平衡。於是地球可以在數億年間穩定地繞著太陽轉。」南京大學天文與空間科學學院教授周禮勇接受科技日報記者採訪時說。

　　作為質量和體積更加不起眼的小天體，大多數只能和八大行星一樣，乖乖在橢圓軌道上繞太陽轉。

　　即將在2018年再次飛掠地球的「骷髏頭小行星」，就擁有橢圓軌道。它的軌道以太陽為中心，且與地球軌道存在接近點，所以被稱為近地小天體。這種小天體每隔一段時間就會來拜訪一下地球，有的甚至存在撞擊地球的可能。

　　中科院國家天文台研究員平勁松介紹，在木星和火星之間，有個小行星帶。這裡是太陽系內小行星最密集的區域，因此又被稱為「主帶」。絕大多數主帶小行星也在橢圓軌道上繞太陽公轉。

　　在拋物線、雙曲線上湯鞦韆

　　不是所有的小天體都會在橢圓軌道上走一輩子。

　　「密密麻麻的主帶小行星們，一旦發生碰撞，就無法繼續維持原來的橢圓軌道。」平勁松說。如果有些小行星在運行中離大行星太近，還會受到強烈的引力攝動。在這種情況下，它們很可能被大行星俘獲，成為它們的衛星，也有可能被甩到以太陽為中心的拋物線或雙曲線軌道上，最後飛出太陽系。

　　周禮勇告訴記者，理論上彗星的軌道是極其扁長的橢圓。但彗星也可能受到大行星的引力攝動，從而變成雙曲線或拋物線軌道。這個時候，它們會在太陽系內划個弧線，然後再也不回來了。

　　有時還會有太陽系外的小天體，飛進太陽系瞧一瞧就撤了。它們的路徑也是以太陽為中心的拋物線或雙曲線。

　　2017年10月份天文學家觀測到一個奇怪的小天體，給它起名「奧陌陌」。「奧陌陌」的雙曲線軌道與太陽系內小行星和彗星軌道都不一樣。天文學家判斷，它很可能來自太陽系之外。

　　在拉格朗日點附近我行我素

　　真正不走尋常路的，還在後頭。

　　由於質量很小，小天體在太陽和行星的夾縫中生存，很容易受到引力攝動，從而「出軌」。但是，在某些奇特的區域，小天體卻可以在夾縫中保持動態平衡。這就是拉格朗日點。

　　平勁松舉例說，地球在繞太陽運動時，會有5個拉格朗日點，分別為L1、L2、L3、L4、L5。這5個點不是固定的，而是隨著地球的公轉，與地球和太陽之間保持一定構型。同理，在火星與太陽之間，木星與太陽之間也存在拉格朗日點。

　　其中L4和L5分別處於行星軌道前方60°和後方60°。它們附近存在著一種特殊的小天體——特洛伊小行星。它們「借用」行星軌道，但不會與行星相撞，其軌道是一頭大、一頭小的蝌蚪形狀。

　　小天體還可以沿著L3、L4、L5拉格朗日點兜圈子，形成馬蹄型軌道。2010年，天文學家觀測到一顆在地球軌道附近畫「馬蹄」的小行星（2010 SO16）。它與地球相伴，被稱為地球的「夥伴小行星」。

　　「木星軌道附近的希爾達族小行星，軌道是以太陽為中心的等邊三角形。」周禮勇說，不過這種特殊的軌道形狀與拉格朗日點無關，而是由於與木星軌道共振造成的。

　　在「行星際高速公路」上飆車

　　最瘋狂的小天體，在所謂的「行星際高速公路」上放浪形骸。

　　「行星際高速公路」可以理解為，把太陽系內所有拉格朗日點都動態地連接起來，形成一種奇特的行星際管道。小天體就在這些管道里瘋狂飆車。

　　平勁松介紹，之所以如此，是因為拉格朗日點附近的小天體，雖然可以保持「動態平衡」，但依然非常容易受到干擾。一旦受到其他引力干擾，它們就會離開原處，而趨向於溜到下一個拉格朗日點。

　　最重要的是，讓它們從這個點漂移到下一點所需的外力，可能很小。

　　「如果這是一個人造探測器，意味著它不需要太多燃料，就可以從這個天體附近，直接抄近道飛到另一個天體附近。」周禮勇告訴記者。

　　2012年，嫦娥二號衛星就曾利用拉格朗日點，飛到圖塔蒂斯小行星附近。但太空探測器畢竟由人類操控，處在「行星際高速公路」上的小天體就有點聽天由命了。它們會在數以百萬年計的時間里，在這條複雜的高速公路網裡遊湯。

　　而且，其他小天體一旦飄進「行星際高速公路」，也會一起加入瘋狂飆車的隊伍。這一飆，很可能就是幾百萬年。直到又有「恰到好處」的引力干擾，帶它駛出高速公路，繼續下一段太空旅行。