本文发表于《大众科学》的前博客网络，仅反映作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
一项旨在寻找海王星外天体的望远镜巡天偶然发现了一块37英里宽的岩石和冰块，它并没有像其他天体一样围绕太阳运行，而是与天王星在同一轨道上运行，只是稍微领先于这颗行星。这一发现引人注目，因为这类天体无法长时间保持在原位——与木星或海王星等行星不同，它们的同轨道碎片可以停留数十亿年，而土星和天王星的同轨道碎片必然是临时的“家园”。
稳定的同轨道非常有趣，这种特殊的类型之所以存在，是由于太阳和行星（只要行星的质量小于太阳质量的1/25）的引力以及天体的运动共同作用的结果。
关于支持科学新闻报道
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道： 订阅。通过购买订阅，您将帮助确保有关塑造我们当今世界的发现和想法的具有影响力的故事的未来。
虽然人们经常说它们是“引力平衡”（这是事实）的结果，但这些特殊轨道位置的特性并非如此简单。伟大的数学家约瑟夫-路易斯·拉格朗日在1772年弄清了这一点（欧拉也稍早解决了一些问题）。你可以将其理解为两个较大天体的引力和作用于第三个较小轨道质量的向心力的结合。
我们可以以“有效势”图的形式绘制出这些力，等高线代表作用在物体上的固定大小的力。等高线越密集，力的梯度越大，如果您闯入这些区域，拉力就越大。
拉格朗日发现，在这张地图上有 5 个平衡点，我们现在毫不奇怪地称之为拉格朗日点。将第三个小物体放置在这些位置，它将与行星同步运行。只是点 L1、L2 和 L3 不稳定——稍微偏离最佳位置，您很快就会被拉走。
L4 和 L5 点则不同，它们位于有效势中巨大平缓土堆的中心——那些肾形的区域。因此，L4 或 L5 点的物体往往会在这些点周围徘徊，即使它们稍微偏离，通常也会返回。
正是由于这个原因，木星、海王星的 L4 和 L5 拉格朗日点周围有大量的小行星型物质。历史上，与木星前方（L4）和后方（L5）同轨道运行的物质群分别被称为“希腊人”和“特洛伊人”。
随着时间的推移，我们变得草率，倾向于将任何情况下所有 L4 和 L5 的物质都称为“特洛伊人”，并将轨道中的点简称为“特洛伊点”。
对我们太阳系中特洛伊人长期稳定性的研究表明，微妙但持续存在的力的混合作用导致与土星或天王星同轨运行的天体寿命相对较短——换句话说，L4 和 L5 点在数百万年的时间里并非完全稳定。
那么天王星的新伴侣 2011 QF99 呢？它在 L4 点附近的位置几乎肯定是暂时的。模拟表明，它可能在那里停留的时间不超过约 1000 万年，并且很可能是一个被捕获的半人马小行星——一类在巨行星领域中遵循略微危险轨道的的小行星或彗星。
它也不太可能在这个相对安全的避风港中停留超过一百万年的时间，之后会再次漂走。但是，通过发现它，天文学家现在拥有了一个额外的统计杠杆，可以评估有多少像这样的天体被外行星之间的特洛伊点捕获。而且没有什么令人惊讶的，这与先前存在的估计相符，即大约 2-3% 的半人马小行星在任何时候都与一颗巨行星同轨道运行。