Finns det något gömt bakom solen?

Svar av Eric Stempels, astronom vid Uppsala universitet

Lagrangepunkter är platser i solsystemet där samspelet mellan två kroppar som kretsar kring varandra leder till en lokal jämvikt. Det är till exempel relativt lätt att föreställa sig att det måste finnas en punkt mellan jorden och solen där jordens tyngdkraft och solens tyngdkraft är lika stora, och tar ut varandra. Eftersom solen har en mycket större massa än jorden ligger den punkten relativt nära jorden.

Räknar man även med banrörelsen för en kropp i omloppsbana kring solen, går det att härleda att det måste existera en punkt mellan jorden och solen där omloppstiden är samma som jordens. Denna punkt kallas för Lagrangepunkt 1, vanligtvis förkortad till L1, och där är avståndet till jorden cirka en hundradel av avståndet till solen.

Det finns ytterligare fyra Lagrangepunkter där jordens och solens tyngdkraft kombinerat med banrörelsen leder till likartade jämvikter. Dessa är L2, som ligger utanför jordens bana, bakom jorden sett ifrån solen, och L3 som ligger bakom solen sett ifrån jorden, nära jordens omloppsbana. Sedan finns punkterna L4 och L5, som ligger på jordens omloppsbana, exakt en sjättedel före respektive efter jorden. I samtliga dessa punkter får en kropp samma omloppstid runt solen som jorden, vilket innebär att den inte rör sig relativt jorden.

Också andra par än solen–jorden har Lagrangepunkter. Vid L4 och L5 för solen och Jupiter finns flera tusen asteroider, så kallade jupitertrojaner. De har samma omloppstid runt solen som Jupiter, men närmar sig aldrig planeten. Vid L4 och L5 för jorden och månen finns moln av fint stoft.

Det är enbart i L4 och L5 som objekt kan fastna under lång tid. Trots balansen i L1 kommer partiklar inte att bli kvar där. Jämvikten är instabil, så partiklarna glider så småningom iväg antingen mot jorden eller solen. Även L2 och L3 är instabila. Flera rymd­teleskop, bland annat Gaia och James Webb har placerats vid L1 eller L2 och de behöver kontinuerligt göra små banjusteringar för att hålla sig kvar.

L3, på andra sidan solen, är alltså instabil. Om man skulle placera något där skulle det glida därifrån inom några år. Frågeställaren undrar om någon tittat efter i L3 och det har faktiskt skett. Solobservationssatelliterna Stereo A och B har tagit bilder där L3 finns med, och de visar att det är tomt i denna Lagrangepunkt. Det motbevisar också gamla fantasifulla spekulationer om en kontrajord (counter-earth på engelska) i L3.

Teoretiskt sett skulle man kunna placera exempelvis rymdteleskop i L3, men eftersom den punkten ligger rakt bakom solen blir kommunikationen med jorden besvärlig.