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科学家们昨天终于确认，2020年发现的一个天体——小行星2020 XL5，位于地日系统的L4拉格朗日点上，和地球共享距离1.5亿公里的绕日轨道，并将在那里至少停留4000年的时间，将成为人类未来太空事业的绝佳落脚点。拉格朗日点是两个天体理论上的万有引力平衡点，一共有5个，其中L1、L2、L3位于两个天体的连线上，分别在两个天体之间和两个外端；L4、L5则位于两个天体连线的等边三角形的顶点。在拉格朗日点上放上第三个物体，则该物体将相对于两个天体保持静止状态。然而，拉格朗日点只是两个天体连线平面内的稳定点，而空间是三维的，拉格朗日点上的物体不仅受两个天体的引力作用，还受到科里奥利力和离心力的相互作用，因而L1、L2、L3三个点并不稳定，你把物体放到那里，它会马上漂移并离开这条直线。不过这些力的相互作用终究还是有平衡的地方，这就是晕轮轨道，L1、L2、L3都各有南北两个晕轮轨道，只需少量燃料就能让航天器稳定运行在绕这三个点运行的轨道上，因而L1、L2就成了太空望远镜的绝佳选择，目前美国宇航局（NASA）已在这两个点上分别放置了观测卫星，最近发射的韦伯望远镜已抵达L2，并顺利展开，即将传回测试图像。L3由于在太阳的另一侧，地球上无法观察和通信，因而没有什么用处，但如果满怀恶意的外星人要入侵地球，L3就是他们建立大本营的绝佳地点。一艘巨大的飞船可以沿着这条连线偷偷潜入太阳系，在L3点上围绕太阳神不知鬼不觉地运行，基本不会有被我们发现的风险。好吧，敏感的你也不用太过担心，人类已经发射了一些绕太阳运行的卫星，虽然没有刻意观察过L3拉格朗日点，但没有数据表明那里存在什么不友好的可疑物体。L4和L5则是最令人遐想的点，如果两个天体的质量之比大于24.96:1，则这两个点上的物体都将处于稳定状态。在日地系统的L4点上，2010年NASA发现了第一颗小行星2010 TK7，成为人类历史上发现的第一颗地球特洛伊小行星，其直径约300米。这次的2020 XL5则是夏威夷哈雷阿卡拉天文台发现的，直径约1.1公里，离太阳的平均距离为1.001个天文单位，在一个马鞍形的轨道上运行，最远1.39个天文单位，最近0.61个天文单位，目前距地球0.68个天文单位，约1亿公里。L4、L5两个点之所以令人遐想，是因为其引力平衡，可以让我们在那里建立稳定的太空基地，在一些科幻作品中，人类的大型太空殖民基地就建在这两个点上。两颗小行星的发现，更是为太空基地的建立找到了理想的落脚点。不过由于金星引力的影响，这两颗小行星在L4上的轨道依然不够稳定。500年前2010 TK7被认为可能是在L5点上，后来通过L3 点来到了L4附近，可能在2000年的时间尺度内能保持稳定；金星对2020 XL5的影响可能小一些，估计它在目前的轨道上至少可以稳定停留4000年以上。根据目前最热门的月球形成假说，45.3亿年前，地球刚形成不久，就有一颗名叫忒伊亚，和火星差不多大，直径6000公里的行星处于L4或L4拉格朗日点上，因金星的引力摄动慢慢靠近地球，最终相撞形成了月球，甚至地球上的水，可能都是来自忒伊亚。不仅日地之间有拉格朗日点，地月之间也有拉格朗日点，一项研究表明，地球和月亮的L4、L5拉格朗日点上，也有淡淡的尘埃云存在。而太阳和木星的这两个拉格朗日点，则包含了数千颗小行星，被称为特洛伊群小行星，最大的小行星624赫克托耳，长370公里，宽200公里，还有一颗直径15公里的卫星绕其旋转——所以忒伊亚撞击地球形成月球，并不仅仅只是假设，完全有可能是事实。当然，这两颗小行星距离地球还是太远，目前要在那里建立太空基地既不经济，也不现实，不过随着人类进入太空的成本越来越低，这两颗小行星终有可能被人类利用，成为人类文明的太空据点，甚至利用技术手段，让其永远保持在轨道上，不再离开。由于日地L4和L5两个点离太阳太近，围绕它们运行的小天体并不容易发现，所以未来仍有可能在这里找到更多的小行星；如果外星人要入侵地球，这里也是他们很好的前哨站，或大部队的集结点。所以L4、L5乃“兵家”必争之地，未来科技高度发达后，这里会成为巨型太空城市的所在地吗？这项研究发表在2月1日《 自然-通讯》杂志上，标题：Orbital stability analysis and photometric characterization of the second Earth Trojan asteroid 2020 XL5
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