地球是在近乎圓形的軌道內圍繞太陽(yáng)運行的唯一一顆行星。但如果地球和另一顆行星在一條軌道上繞太陽(yáng)轉會(huì )發(fā)生什么?

　　兩顆行星可能會(huì )以一種不尋常的方式“共軌”，在所環(huán)繞的恒星周?chē)蚕硗粎^域，也就是“馬蹄形軌道”。在這種情況下，兩顆行星都不會(huì )圍繞恒星做圓周運動(dòng)，而是在恒星周?chē)纬神R蹄形軌道。兩顆行星的軌道彼此相對，就像一個(gè)圓環(huán)裂開(kāi)的兩半。

　　法國波爾多天體物理實(shí)驗室天體物理學(xué)家肖恩·雷蒙德(Sean Raymond)說(shuō):“我認為馬蹄形軌道是最令人興奮的行星運行狀態(tài)之一。由于這兩顆行星形成于同一顆恒星周?chē)膱A盤(pán)中，組成物質(zhì)也類(lèi)似，因此研究它們的演化進(jìn)程就像研究出生時(shí)分離的雙胞胎一樣。”

　　馬蹄形軌道聽(tīng)起來(lái)完全不可能。然而雷蒙德指出，土星的衛星土衛十和土衛十一就是在距離土星約 93000 英里(15 萬(wàn)公里)的馬蹄形軌道上運行，兩顆衛星的運行軌道就在土星環(huán)之外。兩顆衛星之間最近的距離大約是 9300 英里(15000 公里)?？梢韵胂笠幌?，當一對位于太陽(yáng)系宜居帶中地球大小的行星共同圍繞太陽(yáng)運行時(shí)，各自的馬蹄形軌道會(huì )是什么樣子。所謂的宜居帶指在圍繞恒星的區域中，溫度適宜，足以讓液態(tài)水在行星表面上存在。

　　讓我們先把這兩顆行星命名為 Terra 和 Tellus，在拉丁詞中都是“地球”的意思。Terra 和 Tellus 距離最近時(shí)只有一個(gè)天文單位的4% 至5%。天文單位是地球和太陽(yáng)之間的平均距離，約合 1.5 億公里。雷蒙德說(shuō)，在這樣的距離下，它們看起來(lái)就相當于四分之一或五分之一個(gè)滿(mǎn)月。然后，兩顆行星會(huì )慢慢地彼此遠離，直至運行到太陽(yáng)后面看不見(jiàn)彼此為止。

　　雷蒙德稱(chēng):“看到馬蹄形軌道中的伴星在天空中不斷變大并成為主要光源，那將會(huì )令人敬畏。”

　　兩顆行星靠近和遠離的周期取決于馬蹄形軌道的寬度。雷蒙德說(shuō)，對于 Terra 和 Tellus 來(lái)說(shuō)，其馬蹄形軌道為 0.995 個(gè)天文單位到 1.005 個(gè)天文單位，所以?xún)深w行星每次接近大約需要 33 年。他同時(shí)指出，與太陽(yáng)距離的微小變化可能意味著(zhù)，Terra 和 Tellus 的氣候不會(huì )有太大變化，因為它們都在馬蹄形軌道的兩邊循環(huán)往復地運轉。

　　那么 Terra 和 Tellus 上的生命會(huì )是什么樣子?雷蒙德想象星球之間會(huì )有競爭和合作，可能發(fā)生戰爭或者星際穿越的愛(ài)情故事。人們可能還會(huì )想象，早在兩顆行星通過(guò)太空飛行接觸彼此之前，兩個(gè)世界就可能通過(guò)無(wú)線(xiàn)電進(jìn)行遠程交流。

　　這種沿馬蹄形軌道運行的行星很可能在演化過(guò)程中演變成原行星或胚胎世界，兩者還可能發(fā)生碰撞，并從一個(gè)軌道遷移到另一個(gè)軌道。

　　雷蒙德說(shuō):“在某些情況下，馬蹄形軌道會(huì )改變。但據我所知，還未曾研究過(guò)這種情況發(fā)生的頻率。”

　　不過(guò)，雷蒙德說(shuō)，“即使這種情況只有百萬(wàn)分之一的概率發(fā)生，在銀河系的數千億顆恒星中，仍然會(huì )有很多潛在的類(lèi)地行星在圍繞馬蹄形軌道運行。”
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