拉格朗日点

今天-傍晚 17:32:50

        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。

现象:

        L1、L2和L3在两个天体的连线上,为不稳定点。若垂直于中线地推移测试质点,则有一力将其推回平衡点;但若测试质点漂向任一星体,则该星体之引力会将其拉向自己。不过,虽然它们是不稳定的,但可选取适当的初始扰动,使相应平动点附近的运动仍为周期运动或拟周期运动。即选取这样的初始扰动使系统原来的解退化为周期解,相应的运动变为稳定的,此时这种稳定称为条件稳定。

        对于L4、L5,当0<μ<μ*时(其中μ*满足μ*(1-μ*)=1/27),L4、L5是线性稳定的。对于太阳系中处理成限制性三体问题的各个系统,如日-木-小行星,日-地-月球,……,相应的μ均满足条件0<μ<μ*(μ*满足μ*(1-μ*)=1/27)。对于μ*<μ<1/2的情况,显然是不稳定的。至于μ=μ*,非线性稳定性情况,以及椭圆型限制性三体问题中的三角平动点情况



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