太陽位于太陽系的中心嗎？

詩元駒

教科書里常常寫道，太陽是太陽系的中心天體。但事實上，周圍的行星會使得太陽在那里做搖擺運動。

現(xiàn)在，天文學(xué)家們尋找系外行星，主要是通過美國宇航局發(fā)射的開普勒太空望遠(yuǎn)鏡去探測凌星現(xiàn)象——當(dāng)一顆行星在觀測者面前經(jīng)過它所圍繞的恒星時，會遮擋住光線，恒星亮度就會變暗。不過，第一顆被發(fā)現(xiàn)的系外行星不是用凌星現(xiàn)象觀測到的，而是用檢測“搖擺”的方法找到的，即檢測恒星受周圍行星的影響引發(fā)搖擺產(chǎn)生的星光變化。但搖擺導(dǎo)致的星光變化很微小，很難觀測到，所以之后天文學(xué)家一般都采用凌星現(xiàn)象來尋找系外行星。

恒星因周圍行星的存在而發(fā)生搖擺，這種現(xiàn)象其實并不稀奇。事實上，任何彼此圍繞的天體或多或少地會影響彼此。如果兩個天體質(zhì)量相同，那么它們會繞著它們之間的中點旋轉(zhuǎn)。這個點就是整個系統(tǒng)的質(zhì)心，即質(zhì)量的中心。如果其中一個天體質(zhì)量變大，質(zhì)心就會接近質(zhì)量大的，那么質(zhì)量較大的天體旋轉(zhuǎn)時軌道路徑就變短了，質(zhì)量較小的天體軌道路徑就變長了?，F(xiàn)實中，地球的質(zhì)量大約是月球的81倍，地月系統(tǒng)的質(zhì)心位于離地球中心4670千米處，或地表以下1710千米處。而冥王星的質(zhì)量是其衛(wèi)星卡戎質(zhì)量的8倍多，它們的質(zhì)心位于冥王星表面以上960千米的地方。

只考慮兩個天體的話，那么它們會繞著質(zhì)心進(jìn)行環(huán)繞。但是，太陽系中有很多行星，它們都會對太陽產(chǎn)生影響。能給太陽帶來最大搖擺作用的就是木星。木星質(zhì)量巨大，大約是其他所有行星質(zhì)量之和的2.5倍，公轉(zhuǎn)周期為11.86年。因為木星的作用，太陽會以11.86年為周期繞著一個位于太陽表面以上大約4.6千米處的點旋轉(zhuǎn)。不過，土星的質(zhì)量大約為木星的30%，公轉(zhuǎn)周期為29.5年，所以它對太陽的搖擺作用與木星的相疊加，導(dǎo)致太陽隨著土星的運動而逐漸改變自己的軌道。天王星和海王星也足以對太陽產(chǎn)生顯著的搖擺作用，而所有的巖石行星以及矮行星、衛(wèi)星等還會給太陽帶來小波動。

最終，隨著行星的運動，太陽會沿著一個由多種環(huán)路復(fù)合在一起的軌道運行。這樣，整個太陽系的質(zhì)心有時在太陽內(nèi)部，有時候在太陽外部。如果不遠(yuǎn)處有外星文明的話，那么他們可以通過觀測太陽的搖擺運動，就能發(fā)現(xiàn)這里有很多行星在圍繞著太陽運行。