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近日，天文學家發現，太陽係中由引力相互作用產(chan) 生的隱形結構形成了一個(ge) “太空高速公路”網絡。這些通道使物體(ti) 能夠在太空中快速移動，並可用於(yu) 空間探索以及彗星和小行星的研究。
這項發現來自塞爾維亞(ya) 貝爾格萊德天文台。研究人員通過對觀測數據和模擬數據進行分析，發現這些“宇宙高速公路”由一係列相互連接的拱形結構組成。
這些拱形結構被稱為(wei) 空間歧管(spacemanifolds)，每顆行星都會(hui) 產(chan) 生自己的流形，共同創造出研究人員稱之為(wei) “真正的天體(ti) 高速公路”。
這個(ge) 快速通道可以在幾十年內(nei) 將物體(ti) 從(cong) 木星運送到海王星，而不是通常需要的幾十萬(wan) 到幾百萬(wan) 年的更長時間。
在太空中尋找這種無形結構並不容易，但通過觀察某些物體(ti) ，尤其是彗星和小行星的運動方式可以提供有用的線索。
研究人員選擇了木星周邊的彗星群和位於(yu) 木星和海王星之間的半人馬座。當海王星軌道物體(ti) 通過半人馬類過渡到木星彗星群時，時間跨度可以從(cong) 10000年到10億(yi) 年不等。
此前一篇名為(wei) “29P/Schwassmann–Wachmann 1, A Centaur in the Gateway to the Jupiter-family Comets”的論文顯示，在這兩(liang) 者之間存在一個(ge) 通道，所需時間要少得多。
這篇論文沒有提到拉格朗日點，但眾(zhong) 所周知，這些重力相對穩定的區域是由兩(liang) 個(ge) 軌道物體(ti) 之間的相互作用產(chan) 生的，可以產(chan) 生引力場。
就此，貝爾格萊德天文台的研究人員展開調查，他們(men) 使用了一種叫做快速李雅普諾夫指數(FLI)的工具。該指數表示相空間相鄰軌跡的平均指數發散率的數值特征，是用於(yu) 識別混沌運動若幹數值的特征之一。
由於(yu) 太陽係中的混沌與(yu) 穩定和不穩定流形的存在有關(guan) ，在短時間尺度上，FLI可以捕捉到它所應用的動力學模型的穩定和不穩定流形的蹤跡。
研究人員收集了太陽係數百萬(wan) 軌道的數據，並計算了這些軌道如何與(yu) 已知的流形相匹配，模擬了從(cong) 金星到海王星的七顆主要行星產(chan) 生的擾動。
分析發現，隨著距離太陽越來越遠，最突出的拱形與(yu) 木星相連;最強的是拉格朗日點流形。使用測試粒子模擬與(yu) 木星的近距離接觸，這些粒子都經過了木星的第一和第二拉格朗日點附近。
木星的這種巨大影響力並不足為(wei) 奇。除了太陽，木星是太陽係中最大的物體(ti) 。但是研究人員發現，在與(yu) 它們(men) 的軌道周期相稱的時間尺度上，所有的行星都會(hui) 產(chan) 生相同的結構。
研究人員在論文中表示：“對已發現的相空間(phase-space)結構進行更詳細的定量研究……可以更深入地了解兩(liang) 個(ge) 小天體(ti) 帶和地球區域之間的輸運。”
這一新的認識可以幫助我們(men) 更好地理解彗星和小行星是如何圍繞太陽係內(nei) 部運動的，以及它們(men) 對地球的潛在威脅;當然可能會(hui) 對未來太陽係探索任務帶來諸多好處。
本文來自： 前瞻網
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