揭示木星小行星神秘的不对称性原因，终于找到合理解释

艺术家对木星希腊人和特洛伊人的印象。(美国航天局/JPL-加州理工学院)

木星在其围绕太阳的轨道上并不孤单。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，在木星行进其宇宙尺度时引导和尾随它。

在这些群中，统称为特洛伊人，迄今为止我们已经确定了超过 12,000 颗小行星，但有一个奇怪的谜团让科学家们感到困惑：领先的群，被称为希腊人或 L4 群，比尾随的特洛伊人拥有更多的小行星或 L5，即使这两个组看起来同样稳定。

现在，一组科学家找到了答案：在太阳系早期，木星与太阳的距离发生了变化。具体来说，从更接近当前轨道的地方移动。

南京的天文学家李健说：“我们认为，就与太阳的距离而言，木星向外的快速迁移会扭曲特洛伊木马群的配置，从而导致 L4 群的轨道比 L5 更稳定。”中国的大学。

“这种机制暂时诱导了共享木星轨道的两个小行星群的不同演化路径，为公正的观察提供了新的自然解释，即 L4 小行星比 L5 群中的小行星多约 1.6 倍。“

L4 和 L5 指的是拉格朗日点，即在二体相互作用过程中出现的重力稳定点。每个双体系统都有五个拉格朗日点，两个物体之间的引力相互作用与小物体随它们移动所需的向心力平衡。

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 领先和 L5 落后。

根据数十年的研究，木星的希腊人和特洛伊人应该同样多。这两个种群的稳定性和生存能力几乎相同，但希腊人的数量远远超过特洛伊人。为了找出原因，李和他的同事们决定根据一种叫做早期巨行星不稳定性的东西来模拟木星的早期演化。

该理论表明，木星的形成位置与其当前位置不同，但在太阳系历史早期被另一个行星体的引力破坏所引导。

大迁徙假说可以解决太阳系的几个问题，它表明木星向内向太阳移动，然后再次向外移动到当前距离。

根据该团队的模型，特洛伊木马种群的不对称性可以在快速向外迁移期间复制，在此期间特洛伊木马会丢失。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，导致希腊人的数量增加。

这与 2019 年的一项研究不同，该研究发现不对称仅仅是向内迁移的结果，但它更符合 Grand Tack 假说。

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。未来的研究可能会致力于生成更精细的模型，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。

目前的工作也没有考虑土星、天王星或海王星的潜在影响。为了获得更准确的结果，可以包括这些机构。

研究人员表示，识别出更多木马将更准确地描述这些对象的数量，这也将有助于完善未来的分析。但调查的方向看起来很有希望。

阿拉伯联合酋长国阿布扎比纽约大学的天文学家 Nikolaos Georgakarakos 说：“当前太阳系的特征在其形成和早期演化过程中仍然存在未解之谜。”

“成功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以成为天体物理学家的关键工具，而其他研究人员则致力于更多地了解我们世界的黎明。”

该研究已发表在《天文学与天体物理学》上。