臺北市立天文科學教育館

木星在環繞太陽公轉時並不孤單，兩大群小行星被木星和太陽之間的引力作用所困，一前一後前導和尾隨著木星。

這兩群小行星統稱為特洛伊小行星，迄今為止我們已經確認了超過12,000顆特洛伊小行星，但有一個奇怪的謎團讓科學家們感到困惑：位於木星L4前導的希臘營(Greek camp)，比L5尾隨的特洛伊營(Trojan camp)擁有更多的小行星，即使這兩群小行星看起來同樣地穩定。

一組科學團隊找到了答案：在太陽系早期，木星快速遷移會扭曲特洛伊小行星的配置，導致L4比L5更穩定。這種機制讓L4與L5的小行星群發展出不同演化路徑，L4比L5的小行星多約1.6倍。

L4和L5指的是拉格朗日點，即在2個天體重力交互作用的穩定點。每個雙天體系統都有5個拉格朗日點。其中3個拉格朗日點位於2個天體的連線上。剩下的2個，L4和L5，位於雙天體中較小的天體之軌道路徑，L4前導和L5尾隨。

根據數十年的研究，木星的希臘營和特洛伊營的小行星應該同樣多，這2個群的穩定性幾乎相同，但希臘營的小行星數量遠遠超過特洛伊營。為了找出原因，該科學團隊根據「早期巨行星不穩定性」的理論來模擬木星的早期演化。

大航向假說(Grand Tack hypothesis)可以解決太陽系的幾個問題，它表明木星先朝向太陽移動，然後再向外移動到當前距離。

根據該研究團隊的模型，特洛伊小行星的不對稱性在木星快速遷移期間形成，木星向外移動時，特洛伊營會丟失；另一方面，希臘營在木星向內遷移的過程中丟失。該團隊的模型更表明，木星向外遷移的次數多於向內遷移的次數，導致希臘營的數量較多。

這與2019年的一項研究不同，該研究發現不對稱性僅僅是木星向內遷移的結果，但是它更符合大航向假說。

就目前而言，該模型是一個非常有趣的起點，但研究人員指出它相對粗糙。未來的研究可能會致力於建立更精細的模型，以發現木星遷移的數量、順序或長度是否與特洛伊小行星的數量相關。

目前的研究也沒有考慮土星、天王星或海王星的潛在影響。為了獲得更準確的結果，可以包括這些天體的影響。

另外，確認更多的特洛伊小行星將能更準確地描述這些對象的數量，這也將有助於完善未來的分析。

該研究已發表在《Astronomy & Astrophysics》上。(編譯 / 施欣嵐)

資料來源：sciencealert