这个问题其实涉及到三体运动。在太阳和地球系统中，存在五个引力平衡点，它们被称为拉格朗日点。理论上，一个可以忽略大小的天体能够位于日地拉格朗日点上，保持与太阳和地球相对静止。
在五个拉格朗日点中，第一和第二拉格朗日点位于地球和太阳的连线之上，并且它们与地球的距离都是大约150万公里。第一和第二拉格朗日点上的天体能够与地球以相同的角速度绕着太阳公转，其公转周期与地球保持同步。如果距离超过第一和第二拉格朗日点的距离，第三个天体就会被太阳的引力拉过去，从而绕着太阳公转。而如果距离小于第一和第二拉格朗日点的距离，第三个天体就会受到地球引力的束缚而绕地球公转。
在距离地球150万公里的空间中，地球的引力能够束缚住其中的天体，迫使其绕着地球公转，这个区域就被称为希尔球，这是地球引力的主宰空间。月球与地球的最远距离也就40.54万公里，所以月球运行在地球的希尔球之内，月球就会绕着地球公转，尽管太阳对月球的引力两倍于地球对月球的引力。
另一方面，如果我们换个角度来看月球的运动，月球其实是在太阳引力的作用下而绕着太阳公转。只不过月球在绕着太阳公转的同时，由于受到地球引力的影响而绕着地球公转。因此，月球绕着太阳的公转轨道会在地球引力的作用下发生变化，如下图所示：
与地球相比，月球绕太阳公转的方式不大一样。地球与太阳的距离基本上保持相同，所以地球绕太阳的公转轨道呈现为近似圆形。但月球与太阳的距离会因地球的影响而不断发生变化，所以月球绕太阳的公转轨道并非呈现为光滑的圆形，而是呈现为类似于齿轮形。
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