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急求一些天文问题

在每个由两个天体组成的系统中,推断有五个拉格朗日点,但其中只有两个是稳定的,即在这个点上的小天体即使受到外界引力的干扰,也往往保持在原来的位置。每个稳定点与两个主要物体所在的点形成一个等边三角形。

众所周知,三角形是最稳定的结构。由于物质的组成和结构不同,物质的稳定性也会不同,所以经过多方面的验证,证明等边三角形是三角形结构中最稳定的。因为拉格朗日点的作用不仅体现在宏观世界,也体现在微观世界,所以人们认识到没有拉格朗日点的一切物质都是不稳定的。拉格朗日(Lagrange)还发现天体运动系统中有五个这样的奇点,用字母l表示,L1,L2和L3在两个天体的直线上,是不稳定点。如果一个物体在这些点上移动了一点,它就会离开,不会被重置。L4和L5是稳定点。一个物体在这一点上轻微运动,但围绕这一点来回摆动,所以也叫拉格朗日(Lagrange)平移点。

双星系统、行星与太阳、卫星与行星(或任意两个因引力牵引而相互绕转的天体)的轨道平面上的一些唯一稳定点。比如在木星轨道前后60度的地方有一个拉格朗日点。如果这两个拉格朗日点上有一颗小行星,它会围绕这个点振荡,但不会离开这两个点,特洛伊小行星就位于这两个区域。事实上,任何双星系统都有五个拉格朗日点。除了以上两点,其他三点的拉格朗日点都不是很稳定,位于其他拉格朗日点的小天体稍有扰动就会离开位置。

在天体力学中,拉格朗日点是受限三体的五种特殊解。比如两个天体绕轨道运行,太空中有五个地方可以放第三个物体(质量可以忽略不计),并保持在两个天体的相应位置。在理想状态下,同一轨道上的两个物体以相同的周期自转,两个天体的引力和离心力在拉格朗日点平衡,使得第三个物体与前两个物体相对静止。

这五点定义如下:

L1

在两个天体M1和M2之间的直线上,以及它们之间。

比如一个绕太阳旋转的物体,离太阳越近,它的轨道周期越短。但这忽略了地球引力对其拉力的影响。如果这个物体在地球和太阳之间,地球引力的影响会减弱太阳对这个物体的拉力,从而增加这个物体的轨道周期。物体离地球越近,影响越大。在L1点,一个物体的轨道周期正好等于地球的轨道周期。太阳和日光层探测器(SOHO)(美国国家航空航天局关于SOHO项目的网站)围绕日地系统的点L1运行。

L2

在两个大天体之间的直线上,在较小天体的一边。

例如,类似的影响发生在地球的另一边。一个物体离太阳越远,它的轨道周期通常就越长。地球引力的拉力减少了物体的轨道周期。在L2,轨道周期变得与地球的轨道周期相等。

L2通常被用来放置太空天文台。因为L2物体可以背对太阳和地球,所以很容易保护和校准。

威尔金森微波各向异性探测器一直围绕日地系统的L2点运行。詹姆斯·韦伯太空望远镜将被放置在日地系统的L2点。

L3

在两个大天体之间的线上,在较大天体的一边。

比如第三个拉格朗日点L3,位于太阳的另一侧,比地球离太阳略远。地球和太阳的合力再次使天体的轨道周期与地球的轨道周期相等。

一些科幻小说和漫画经常描述L3的一个“反地球”。

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在以两个天体的连线为底的等边三角形的第三个顶点上,在一个较小天体环绕一个较大天体的轨道前面。

L5

在以两个天体的连线为底的等边三角形的第三个顶点上,在一个较小天体环绕一个较大天体的轨道后面。

L4和L5有时被称为“三角拉格朗日点”或“特洛伊点”。

限制性三体问题与拉格朗日点

谢伊

受限的三体模型是有一个整体质量m

一般的常微分方程可能有一个非常简单的特解,即不动点解。这些不动点是圆限制性三体中的拉格朗日点(* *有五个点,分别标为L1,L2,L3,L4,L5),它们在* * *运动坐标系中是静止的,换句话说,它们以与m2相同的周期(角速度)围绕m1运动。对于太阳-木星-小行星受限三体模型,观测发现了L4和L5点附近的小行星群,命名为托洛羊群和希腊群。至于太阳-地球-SOHO卫星组成的三体模型,SOHO卫星在L1点(位于地球和太阳之间)不断监测太阳的活动。未来的詹姆斯·韦伯太空望远镜将被放置在L2点,这样它就可以一直在地球的阴影下进行观测,而不受太阳的干扰。

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中微子天体物理学可以参考这个/blog/13138320-1202953534。