教科书告诉我们,太阳系的八大行星围绕着太阳旋转,太阳是太阳系的中心。画成图大致是这样的。于是乎,当我们想象行星绕着太阳旋转的时候,脑子里总是会出现一个类似于旋转木马的模型,太阳似乎被固定在中心,其他行星绕着太阳的中心旋转。这种解释方式清晰易懂,适合教学,但实际上它有缺陷。这是因为,太阳系里有一个行星并不围绕着太阳旋转,它实际上在绕着太空中的一个看不见的点旋转。这个行星就是木星。
木星的质量是其他所有行星加起来的2倍,因此木星-太阳的质心距离太阳的重心更遥远,约是太阳半径的1.07倍,大概离太阳表面有4.8万千米,比地球的赤道周长还要长。换句话说,木星和太阳都围绕着离太阳表面4.8万千米的这个看不见的点旋转。因为木星的引力,太阳围绕着质心的旋转速度是13米/秒。作为比较,太阳围绕地球-太阳系统的质心的旋转速度只有9厘米/秒。
木星要花11.8年才能绕太阳一周,而太阳绕质心一周的时间也是11.8年。知道了这个知识点又有什么用?这非常有用。因为太阳和木星围绕着宇宙中的一个看不见的点旋转,因此在其他地方看来,太阳会微微抖动。其实,所有的二体系统都会发生这种抖动,而这种抖动也是天文学家发现绕着恒星旋转的大质量太阳系外行星的一种方法。