宇宙也有“高速公路”

青海科技报藏地科普

据国际学术期刊《科学进展》日前报道，科学家在太阳系中发现了新的星际“高速公路”。小天体可以“借道”星际高速公路，用几十年时间完成从小行星带到海王星之外的轨道迁移，此前学术界普遍认为该迁移过程需要几十万至百万年时间。

星际高速公路，就是太阳系中一系列相互连接的空间流形管道构成的超级运输网络。在这条高速公路网络上运行的物体，无需消耗任何燃料就可以从太阳系一处转移到另一处。

这些空间流形管道与太阳系天体的拉格朗日点密切相关。不同天体附近的流形管道在空间中可以相互连接，由此形成庞大的星际高速公路网络。

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拉格朗日点又称平动点，在天体力学中是限制性三体问题的五个特解。一个小物体在两个大物体的引力作用下在空间中的一点，在该点处，小物体相对于两大物体基本保持静止。这些点的存在由瑞士数学家欧拉于1767年推算出前三个，法国数学家拉格朗日于1772年推导证明剩下两个。1906年首次发现运动于木星轨道上的小行星(见特洛依群小行星)在木星和太阳的作用下处于拉格朗日点上。在每个由两大天体构成的系统中，按推论有5个拉格朗日点，但只有两个是稳定的，即小物体在该点处即使受外界引力的摄扰，仍然有保持在原来位置处的倾向。每个稳定点同两大物体所在的点构成一个等边三角形。

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我国的“嫦娥二号”探月卫星完成任务后，利用剩余不多的燃料“搭乘”星际高速公路飞向日地系统第二拉格朗日点，成为世界上第一个从月球飞向日地系统第二拉格朗日点的深空探测器。

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星际高速公路颠覆了人们对小天体轨道迁移速度的认知，也表明当今太阳系仍然处在快速演化的过程中。作为太阳系中引力最强的行星，木星附近的流形管道对太阳系中小天体的快速轨道迁移起主导作用，是太阳系星际高速公路网络中的“霸主”。小天体可以沿着流形管道抵达木星附近，在木星强大引力作用下，要么被木星俘获，要么被木星弹出到海王星轨道之外，甚至弹出太阳系，成为进入恒星际空间的流浪天体。

当然，其他星系也存在类似的星际高速公路，让一些“不速之客”造访太阳系。2017年，人类发现了首颗闯入太阳系的星际访客“奥陌陌”；2020年，第二颗星际访客“鲍里索夫”被发现。它们的到来很有可能与其母星的星际高速公路网络有关。

目前，我们对星际高速公路的认知仍然有限。小行星是否会搭乘星际高速公路到达地球？

如何及时发现星际高速公路网络上运行的具有潜在威胁的小行星？未来人类能否借助星际高速公路网络更快地飞出太阳系？要回答这些问题，科学家还需要进行更深入的研究。