你可能無法想象，在我們的太陽系空間中，隱藏着一條天體專用的“高速公路”。在這條通道上，天體的軌道轉移速度遠遠超過了我們的想象。
我們知道，太陽系中天體的軌道不是固定的，尤其是彗星、小行星這些小天體，很容易受到行星強大引力的干擾而發生軌道轉移。長期以來，科學家們都認為這是一個非常漫長的過程。
比如從木星軌道附近的區域到海王星軌道附近，二者之間相隔有近40億公里，非常遙遠。根據以往的理論，一顆天體想要完成如此大距離的軌道轉移，可能需要幾十萬、幾百萬年甚至更長的時間。而塞爾維亞貝爾格萊德天文台的Nata?a Todorovi?和她的團隊發現，在太陽系這條被他們稱為“太空流形”的通道上，小天體只需要幾十年的時間就可以完成這樣的轉移。
當然，雖然比喻為高速公路，但這條通道看起來也不過就是普通的宇宙空間。因此，想要發現這樣的通道的確是一件非常不容易的事情。
首先，通過太陽系內相關小天體的運行模式，研究團隊發現了一些注意的地方。他們觀測的天體主要包括以下這幾個類羣——
- 木星族彗星（JFCs）：軌道通常在木星內側，軌道週期不足20年；
- 半人馬小天體（Centaurs）：運行於木星與海王星軌道之間的天體，它們名義上是小行星，但會表現出彗星的一些特徵，因此身份至今是個謎；
- 外海王星天體（TNO）：是目前人類觀測到最遙遠的一類天體，其軌道比最遠的行星海王星還要遙遠。
這三類天體基本上就是以木星軌道和海王星軌道為分界線來區分的，其中外海王星天體有時候會越過半人馬小天體變成木星族彗星。以往的模擬結果顯示，這樣的過程短則需要1萬年，最長甚至可能要花掉10億年的時間！
不過，最近有一篇論文指出：太陽系內可能存在着一條與木星軌道相連的通道，連通着半人馬小天體和木星族彗星。
不過，這篇文章裏略過了一個問題，那就是拉格朗日點。所謂的拉格朗日點，就是兩個物體在相同的公轉軌道上保持一致運行規律的點。在這項研究中，我們就需要觀測木星的拉格朗日點。在太陽和木星的相互作用下，就會有流形空間出現。所謂的流形空間，大意指的就是局部具有平面幾何性質的空間。
為了探測這種太空流形，Todorovi?帶領着她的團隊利用一個名為快速李雅普諾夫指示器（FLI）的設備進行了對這種天體混亂的探測。太陽系小天體的這種混亂與穩定或不穩定流形的出現有關，而這種指示器則可以在短時間內迅速捕捉到它所採用的動力學模型所表現出的一些細節特徵。
他們在論文中介紹：“在本次實驗中，我們利用FLI檢測了太空流形的存在和結構，並且捕捉到公轉時間尺度上的不穩定性。換句話説，我們通過這種敏感而且可靠的數學工具實現對太陽系內快速運輸區域的大致定義。”
在本次研究中，他們一共獲得了太陽系中數百萬個軌道的數據。並且他們還計算了這些軌道和已知的流形之間的匹配度，從金星到海王星，對太陽系內7顆行星所產生的引力效果進行了模擬。
模擬結果顯示，所有靠近木星的粒子，都路過了木星的第一和第二拉格朗日點。這些粒子中大部分都隨即脱離了自己原本的繞太陽軌道，進入到一個雙曲線的逃逸軌道。平均來説，它們會分別在38和46年抵達天王星和海王星的軌道附近，其中最快的一個從木星拉格朗日點轉移到海王星軌道僅僅用了不到10年的時間，遠遠超出了以往的想象。
這不是它們的終點，這些粒子還可以飛得更遠。模擬結果顯示，在不到100年的時間裏，它們就能飛到100個天文單位以外，也就是150億公里那麼遠。相比之下，冥王星和太陽的平均距離也才只有39.5個天文單位。
你可能會説：這有什麼可吹的，人類的旅行者號探測器用了四十多年的時間就飛出去二百多億公里呢。
這不一樣，因為旅行者號探測器是帶着動力能源加速，直奔太陽系邊緣的。而這些天體不一樣，它們是以雙曲線的形式環繞着轉移軌道的。因此，在以往的理論中，這個過程都需要幾萬甚至幾百萬年的時間。如今發現這個過程竟然只需要幾十年，還是令科學家非常意外的。
更加出乎意料的是，在這個過程中，不僅僅木星在起作用。作為太陽系最大的行星，木星的質量是太陽系除太陽以外其他天體總和的2.5倍，它產生的引力可以干擾小天體的軌道是理所當然的。但是在這次研究中，科學家們發現其他行星也在發揮着引力的影響，這還是有點意外的。
研究人員指出，他們的這項成果可以更好地幫助我們分析彗星、小行星這些小天體在太陽系中的運行規律。這不僅僅可以瞭解太陽系的演化過程，也是幫助我們預防小天體撞擊地球的重要依據。
研究人員在論文中寫道：“關於被發現的相位空間結構進行更詳細的量化研究…能夠提供一個更深入的視角，幫助我們瞭解兩個小天體帶及其在行星之間的轉移。”
與此同時，更好地瞭解這些小天體的轉移路線，對於未來的航天任務來説也有指導意義。在前往外太陽系甚至是更遠的宇宙過程中，我們可以據此選擇合理的航線，以防發生碰撞。