什么是特洛伊小行星？

一群小行星与木星共轨，分别位于木星轨道前方（L4）60°和后方（L5）60°的位置上，并与木星一起绕太阳运行，这一群行星被称为"特洛伊小行星"。

在每天的新闻中，我们都会听到或者看到有人发现几百万光年外的某某行星，如果不是行星，那么它就是一颗几十年后会飞过地球的小行星。像这样的新闻报导，已经习以为常了。但在1906年2月，马克斯·沃尔夫发现了一个特殊的小行星带外的小行星，这是天文界的重大新闻。

小行星是太阳系形成后遗留下来的小岩石行星。我们在火星和木星之间的"小行星带"区域发现了这些小行星。然而，马克斯·沃尔夫发现了这个区域以外的小行星。他发现的小行星在木星的轨道上以特定位置绕着太阳运行。这些小行星现在被称为"特洛伊小行星"。

特洛伊小行星的位置特洛伊小行星位于其轨道上一个较大的天体前方大约 60° 或 后方大约60°。这两个点，连同另外三个点，被称为拉格朗日点。在拉格朗日点，两个较大的天体（太阳和行星或卫星）的引力等于第三个较小天体（小行星）的向心力。这种力平衡将较小的天体固定在两个位置之一。

即使第三个较小的天体因为某种扰动而被踢出行星的轨道，两个较大的天体的引力也会把它带回拉格朗日点。在 L4 或 L5 以外的任何其他位置，较小的物体将会沿着自己的独立路径离开。

图注：五个拉格朗日点莱昂哈德·欧拉确定了L1、L2和L3点位于穿过两个大物体中心的线上。然而，这些点是不稳定的，没有天体可以在那里停留很长时间。法国数学家和天文学家约瑟夫·路易斯·拉格朗日，发现了另外两个拉格朗日点：L4和L5。这些点与两个大的物体形成一个等边三角形。

拉格朗日在试图解决三体问题时偶尔发现了这些点。这个问题涉及到在相互引力的影响下确定三体的运动路径。这个问题仍未解决，但在他获奖的论文《Académie des Sciences of Paris》中，拉格朗日预言木星轨道存在稳定点。

1772年，拉格朗日说，任何在L4和L5点天体将仍然被困在那里。他还预测，将来在这些地点确实可以找到天体。一个多世纪后，当我们的望远镜变得强大到足以扫描外行星时，马克斯·沃尔夫发现特洛伊小行星，证明了拉格朗日的预测是真实的！

图注：拉格朗日逝世后，马克斯·沃尔夫发现特洛伊小行星。特洛伊小行星"特洛伊小行星"一词主要用于木星L4和L5位置的小行星。然而，最近，在其他行星的L4和L5点也发现了小行星。因此，"特洛伊"一词变得更加普遍，而"特洛伊小行星"仍用于指木星的特洛伊小行星。其他行星的L4或L5的小行星被称为"行星名称"+"特洛伊"（例如，火星特洛伊或土星特洛伊）。

图注：地球唯一的特洛伊木马小行星位于 L4 位置，命名为 2010 TK7。木星拥有发现最多的特洛伊小行星（截至2014年超过6，000个），其次是海王星的22个特洛伊小行星和9个火星特洛伊木马。天王星有两个，我们在2010年在地球的L4发现了一颗特洛伊小行星。土星本身没有任何特洛伊木马，但土星的两颗卫星在其轨道上有特洛伊。

回到木星后，两个特洛伊小行星群也分配了具体的名字。在木星前方的星团称为"希腊阵营"，而在木星后方的小行星群则命名为"特洛伊阵营"。这些名字取自希腊神话的特洛伊战争。

在结构性的方面，大多数特洛伊小行星都是D型小行星。这些类型的小行星具有非常低的反照率（与它所反射的光量相比，反射的光量），使它们相当难以发现。它们被认为主要由硅酸盐和碳组成，而其内部可能含有冰。

特洛伊小行星在围绕木星的相当复杂的轨道上旋转。虽然大多数特洛伊都沿着小波轨道运行，但模拟显示，一些小行星可能在拉格朗日点周围以马蹄形轨道路径运行。

此外，没有人真正知道这些小行星从何而来。有一种理论认为，特洛伊和木星是在太阳系的同一区域形成，在它们形成过程中，特洛伊可能进入木星的轨道。另一种理论认为，特洛伊在四大行星向外运动时可能与木星一起被拖走。

除此之外，我们对特洛伊小行星知之甚少，但这一切可能即将改变。

最后一句话作为探索计划的一部分，美国宇航局于2017年宣布Lucy太空任务，这是探索和研究特洛伊的第一个太空任务。这项任务以人类骨骼化石命名，该化石帮助科学家揭开了人类进化的许多重大谜团。与此类似，美国宇航局相信Lucy太空任务将帮助我们揭开太阳系形成和演化的奥秘。Lucy太空计划探测器定于2021年10月开始发射飞行。

图注：Lucy太空计划探测器定于2021年10月开始发射执行探测木星 L4 的小行星。从对主小行星带的一颗小行星进行短暂访问开始，Lucy 将在 2027 年到达木星 L4 的小行星。Lucy将调查5颗来自“希腊阵营”的小行星，然后返回地球大气层。然后，在地球引力的推动下，Lucy将前往木星L5的一颗小行星。整个任务将用12年时间结束，将覆盖7个不同的小行星。

图注：Lucy运行轨迹。在这12年中，Lucy将帮助我们回答有关太阳系的历史和形成，四个外行星形成后的运动，特洛伊小行星的组成，甚至可能是地球上生命的起源的问题！