Де в космосі немає гравітації?
В нашій Сонячній системі існують такі місця, де майже повністю відсутня сила тяжіння і тіла в таких місцях можуть залишатися мільярди років – це точки Лагранжа. Але як таке можливо і чому?
Що таке точки Лагранжа і скільки їх?
Ці області були названі на честь відомого математика Жозефа Луї Лагранжа, який вперше виявив їх ще в 1772 році. Насправді в цих точках гравітація присутній, але тіла у них знаходяться в стані спокою. Це відбувається з-за того, що гравітаційні сили двох об’єктів з великою масою, в даних точках врівноважують один одного.
Точки Лагранжа найчастіше згадуються при вирішенні задачі про три тіла, які мають кругові орбіти, але маса одного з них значно менше маси інших двох тел. Якщо два великих тіла обертаються навколо загального центру мас і мають постійну кутову швидкість, то в області цих тіл існує п’ять точок, де третє тіло з меншою масою, може залишатися нерухомим щодо цих двох тел. Точки Лагранжа завжди лежать у площині орбіти масивних тел.
Їх класифікують і позначають латинською буквою “L”. Точки L1, L2 і L3 називають колінеарними, а L4 і L5 – трикутними.
Де знаходяться точки Лагранжа і яке у них практичне застосування?
Місце знаходження точок Лагранжа не залежить від типу небесних тіл, тобто точки завжди мають однакове розташування в просторі відносно них.
Перша точка Лагранжа завжди знаходиться між двома масивними тілами, ближче до тіла з меншою масою. Друга точка знаходиться за менш масивним тілом, а третя точка Лагранжа розмістилася на значній відстані за тілом, що має велику масу. Ці три колінеарні точки можна знайти в будь-якій системі з двох тіл, застосувавши певні формули.
В першій точці Лагранжа вчені навіть знайшли практичне застосування. Адже вона у системі Земля-Сонце є зручним спостережним пунктом за Сонцем. Саме тут вчені розміщують космічні апарати для дослідження Сонця. Так, наприклад, у 1978 році поблизу цієї точки розташувався космічний апарат ISEE-3, призначений для спостереження за Сонцем. Пізніше в область цієї точки були відправлені космічні апарати SOHO, DSCOVR, WIND і ACE.
Дві останні точки Лагранжа часто називають троянськими. Назва походить від троянських астероїдів Юпітера, які розташовані саме в цих точках.
Щоб знайти четверту і п’яту точки Лагранжа потрібно подумки намалювати два рівностороннього трикутника, в яких вершини будуть відповідати положенням двох масивних тел. Тоді троянські точки Лагранжа будуть знаходитися в третіх вершинах даних трикутників. Тобто, вони знаходяться на орбіті менш масивного тіла в 60 градусах ззаду і спереду нього.
Існує версія, що в одній з троянських точок Лагранжа у системі Сонце-Земля, після формування Землі, сформувалася планета Тейя, яка згідно теорії формування Місяця зіткнулася з Землею, в результаті чого утворилася Місяць. Вважається, що маса цієї планети була така ж як у Марса.
