两颗行星有可能共用同一个公转轨道吗？|163

尽管偶尔会有彗星或小行星撞击的危险，但我们的太阳系实际上很稳定。只要太阳还在，八大行星都能在各自轨道上稳定地运行。然而，所有的恒星系统都是这样的吗？是否存在一种与我们不同的恒星系统，两颗行星共处同一个公转轨道？

根据国际天文学联合会（IAU）对行星的定义，它需要清除轨道上的其他天体。严格地说，行星的定义排除了两个行星共处同一公转轨道，因为如果有两个行星的话，轨道上的天体没有被清除。

不过，我们撇开技术性定义不谈，是否有可能出现两颗行星在同一个轨道上绕着恒星公转？最大的问题是引力，因为引力可以通过两种方式毁掉共享一个公转轨道的行星：（1）其中一颗行星的引力作用可能会“驱逐”另一颗，它要么被推向恒星，要么被推离恒星系统；（2）两颗行星的相互引力作用导致猛烈的碰撞。

事实上，后一种情况曾可能发生在地球上。当原始地球刚刚诞生不久，它与一颗行星发生了一场大碰撞，形成了今天我们所知的地球与月球。

两颗行星共用一个轨道不会真正的稳定，最好的情况是准稳定，这意味着在一定的时间之后，平衡将会被打破。但在此之前，两颗行星理论上可以共享同一个公转轨道数十亿年。这里就需要来了解一下“拉格朗日点”。

拉格朗日点

如果只考虑一颗恒星和一颗行星的情况，存在5个引力平衡点（拉格朗日点），其中恒星与行星的引力作用相互抵消。因此，理论上如果另一颗行星处在拉格朗日点上，三个天体都可以在轨道上稳定运行。但实际只有两个拉格朗日点（L4和L5）是稳定的，分别位于行星轨道前方和后方60度的位置上。而另外三个（L1，L2和L3）是不稳定，它们位于两个天体的连线上，处在其中的天体最终不是相撞就是被驱逐。

然而，L4和L5是小行星的聚集点。在这些点上，气态巨行星可能有数以千计的小行星，例如，木星和特洛依群小行星共处同一轨道。地球也有一个：小行星3753，它目前正与地球处在一个准稳定的轨道上！虽然这颗小行星在十亿年的时间尺度上不稳定，但是绝对有可能存在两颗行星这样共用一个公转轨道。

除此之外，还有一种可能是两颗行星周期性地交换轨道：一颗行星的轨道靠里，另一颗的靠外，每隔一段时间互相交换轨道。尽管这听起来很疯狂，但在我们的太阳系中有一个例子：两颗土星的卫星——土卫十和土卫十一。每隔四年它们会相遇一次，两者之间的相互引力作用使它们的轨道相互交换，然后各自运行。