В нашей Солнечной системе существуют такие места, где почти полностью отсутствует сила тяжести и тела в таких местах могут оставаться миллиарды лет - это точки Лагранжа. Но как такое возможно и почему?

Что такое точки Лагранжа и сколько их?

Эти области были названы в честь известного математика Жозефа Луи Лагранжа, который впервые обнаружил их ещё в 1772 году. На самом деле в этих точках гравитация присутствует, но тела в них находятся в состоянии покоя. Это происходит из-за того, что гравитационные силы двух объектов с большой массой, в данных точках уравновешивают друг друга.


Точки Лагранжа чаще всего упоминаются при решении задачи о трёх телах, которые имеют круговые орбиты, но масса одного из них значительно меньше массы других двух тел. Если два больших тела вращаются вокруг общего центра масс и имеют постоянную угловую скорость, то в области этих тел существует пять точек, где третье тело с меньшей массой, может оставаться неподвижным относительно этих двух тел. Точки Лагранжа всегда лежат в плоскости орбит массивных тел.

Их классифицируют и обозначают латинской буквой "L". Точки L1, L2 и L3 называют коллинеарными, а L4 и L5 — треугольными.

Где находятся точки Лагранжа и какое у них практическое применение?

Место нахождения точек Лагранжа не зависит от типа небесных тел, то есть точки всегда имеют одинаковое расположение в пространстве относительно них.

Первая точка Лагранжа всегда находится между двумя массивными телами, ближе к телу с меньшей массой. Вторая точка находится за менее массивным телом, а третья точка Лагранжа разместилась на значительном расстоянии за телом, имеющим большую массу. Эти три коллинеарные точки можно найти в любой системе из двух тел, применив определенные формулы.


В первой точке Лагранжа учёные даже нашли практическое применение. Ведь она в системе Земля-Солнце является удобным наблюдательным пунктом за Солнцем. Именно здесь учёные размещают космические аппараты для исследования Солнца. Так, например, в 1978 году вблизи этой точки расположился космический аппарат ISEE-3, предназначен для наблюдения за Солнцем. Позже в область этой точки были отправлены космические аппараты SOHO, DSCOVR, WIND и ACE.

Две последние точки Лагранжа часто называют троянскими. Название происходит от троянских астероидов Юпитера, которые расположены именно в этих точках.

Чтобы найти четвертую и пятую точки Лагранжа нужно мысленно нарисовать два равносторонних треугольника, в которых вершины будут соответствовать положениям двух массивных тел. Тогда троянские точки Лагранжа будут находиться в третьих вершинах данных треугольников. То есть, они находятся на орбите менее массивного тела в 60 градусах сзади и спереди него.


Существует версия, что в одной из троянских точек Лагранжа в системе Солнце-Земля, после формирования Земли, сформировалась планета Тейя, которая согласно теории формирования Луны столкнулась с Землёй, в результате чего образовалась Луна. Считается, что масса этой планеты была такая же как у Марса.

Учёные давно нашли практическое применение точек Лагранжа, ведь в них космические аппараты могут длительно исследовать разного рода объекты не сжигая топливо на поддержание высоты орбиты.Автор: А.Нимчук
Источник: "Космос"