天上的“特洛伊”

钮卫星

 

  尽管在荷马的史诗《伊利亚特》中,阿基里斯、赫克托这些英雄都是天神的后代,特洛伊战争也是诸神之间的恩恩怨怨在人间的延续和展开,然而在历史巨片《特洛伊》中,导演沃尔夫冈·彼德森没有让一个希腊的天神出现在片中。彼德森想艺术地再现历史的真实,但历史上的科学家们却用他们的方式续写了这个希腊神话,把参与这场战争的双方英雄们的名字供奉到了天上。
  事情要从牛顿说起。1687年牛顿完成了巨著《自然哲学的数学原理》,书中是用几何学的方式来推导力学理论和解算实际问题的,方法相对比较烦琐。1788年法国物理学家拉格朗日出版了《分析力学》,用纯代数的方法把牛顿力学数学化了,全书没有用到一张几何插图。拉格朗日在书里发展了牛顿的摄动理论,研究了两个大质量的天体外加一个小质量的天体即三体问题的轨道稳定性问题。拉格朗日提出在两个大质量天体的引力共振下,存在五个特殊的稳定点,其中三个点L1、L2、L3在两个主天体的联线上,另两个点L4和L5位于以两个主天体的联线为底边在两侧所作的两个等边三角形的顶点处。这五个点被称作“拉格朗日点”。

  理论往往远远超前于实践。直到1906年,德国天文学家沃尔夫发现了一颗编号为588号的小行星,这颗小行星很不合群,不在它通常应该出现的小行星带中。它运行的速度非常慢,因此距离太阳非常远。一般小行星都以女神的名字来命名,但588号小行星太特殊了,它最后以特洛伊战争中的希腊英雄阿基里斯的名字命名,这与阿基里斯自由散漫、不服管束、远离群体的个性也相符合。
  仔细的观察证明,阿基里斯运行在木星轨道上,固定在超前木星60°的地方。同一年的年底发现的617号小行星也在木星轨道上,但比木星落后60°。617号小行星被命名为帕特罗克卢斯,他是阿基里斯的亲密伙伴。1907年又发现624号小行星在木星前60°处,它被命名为赫克托,他是特洛伊的王子,在战争中杀死帕特罗克卢斯后又被阿基里斯杀死。1919年发现的911号小行星位于木星前60°处,被命名为阿伽门农,这位希腊的众王之王、特洛伊战争中的希腊军统帅终于也被搬上了天。
  更多的观测发现在木星前后60°处分别聚集了许多小行星,所有这些小行星后来都以特洛伊战争中的英雄人物来命名,因此这两群小行星被叫做“特洛伊群”,其中的阿基里斯群和帕特罗克卢斯群分别与太阳和木星构成等边三角形的3个顶点,分别对应拉格朗日点的L4和L5两点。到目前为止,木星-太阳的特洛伊群小行星一共发现了1679颗,其中L4点处1051颗,L5点处628颗。
  除了木星-太阳的特洛伊群之外,在火星-太阳、土星-太阳,甚至海王星-太阳的L4和L5点处,也都找到了小行星。其他行星和太阳引力共振形成的稳定点L4和L5也被称为特洛伊位置,在这些位置上的小行星被称为各行星的特洛伊群小行星。迄今为止在地球-太阳或者月球-地球的特洛伊位置上还没有发现小行星,但在1956年天文学家发现在地球-太阳的特洛伊位置上有星际尘埃大量聚集,最近的天文卫星观测证实在地球轨道上有围绕太阳的尘埃环存在,这个尘埃环与地球-太阳的特洛伊位置密切有关。

 

2004年7月17日加入