小行星

小行星

目录

【概述】

【研究】

【命名】

【形成】

【结构】

【轨道】

小行星asteroid,minor planet 或planetoid

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【概述】

小行星是太阳系内类似行星环绕太阳运动，但体积和质量比行星小得多的天体。

至今为止在太阳系内一共已经发现了约70万颗小行星，但这可能仅是所有小行星中的一小部分，只有少数这些小行星的直径大于100千米。到1990年代为止最大的小行星是谷神星，但近年在古柏带内发现的一些小行星的直径比谷神星要大，比如2000年发现的伐楼拿（Varuna）的直径为900千米，2002年发现的夸欧尔（Quaoar）直径为1280千米，2004年发现的2004 DW的直径甚至达1800千米。2003年发现的塞德娜（小行星90377）位于古柏带以外，其直径约为1500千米。

根据估计，小行星的数目大概可能会有50万。最大的小行星直径也只有1000 公里左右，微型小行星则只有鹅卵石一般大小。

直径超过240 公里的小行星约有16 个。它们都位于地球轨道内侧到土星的轨道外侧的太空中。而绝大多数的小行星都集中在火星与木星轨道之间的小行星带。其中一些小行星的运行轨道与地球轨道相交，曾有某些小行星与地球发生过碰撞。

小行星是太阳系形成后的物质残余。有一种推测认为，它们可能是一颗神秘行星的残骸，这颗行星在远古时代遭遇了一次巨大的宇宙碰撞而被摧毁。但从这些小行星的特征来看，它们并不像是曾经集结在一起。如果将所有的小行星加在一起组成一个单一的天体，那它的直径只有不到1500 公里——比月球的半径还小。

由于小行星是早期太阳系的物质，科学家们对它们的成份非常感兴趣。宇宙探测器经过小行星带时发现，小行星带其实非常空旷，小行星与小行星之间分隔得非常遥远。在1991年以前所获的小行星数据仅通过基于地面的观测。1991年10月，伽利略号木星探测器访问了951 Gaspra小行星，从而获得了第一张高分辨率的小行星照片。1993年8月，伽利略号又飞经了243 Ida小行星，使其成为第二颗被宇宙飞船访问过的小行星。Gaspra和Ida小行星都富含金属，属于S型小行星。

我们对小行星的所知很多是通过分析坠落到地球表面的太空碎石。那些与地球相撞的小行星称为流星体。当流星体高速闯进我们的大气层，其表面因与空气的摩擦产生高温而汽化，并且发出强光，这便是流星。如果流星体没有完全烧毁而落到地面，便称为陨星。

经过对所有陨星的分析，其中92.8%的成分是二氧化硅（岩石），5.7%是铁和镍，剩余部分是这三种物质的混合物。含石量大的陨星称为陨石，含铁量大的陨星称为陨铁。因为陨石与地球岩石非常相似，所以较难辨别。

1997年6月27日，NEAR探测器与253 Mathilde小行星擦肩而过。这次机遇使得科学家们第一次能近距离观察这颗富含碳的C型小行星。此次访问由于NEAR 探测器不是专门用来对其进行考察而成为唯一的一次访。NEAR是用于在1999年1月对Eros小行星进行考察的。

天文学家们已经对不少小行星作了地面观察。一些知名的小行星有Toutais、Castalia、Vesta和Geographos等。对于小行星Toutatis、Castalia和Geographos，天文学家是在它们接近太阳时，在地面通过射电观察研究它们的。Vesta 小行星是由哈勃太空望远镜发现的。

小行星的发现同提丢斯- 波得定则的提出有密切联系，根据该定则，在距太阳距离为2.8 天文单位处应有一颗行星，1801年元旦皮亚奇果真在该处发现了第一颗小行星谷神星。在随后的几年中同谷神星轨道相近的智神星，婚神星，灶神星相继被发现。天文照相术的引进和闪视比较仪的使用，使得小行星的的年发现率大增，到1940年具有永久性编号的小行星已经有1564颗。其中，德国天文学家恩克和汉森因长于轨道计算，沃尔夫和赖因穆特在观测上有许多发现而贡献尤大。

小行星的命名权属于发现者。早期喜欢用女神的名字，后来改用人名，地名，花名乃至机构名的首字母缩写词来命名。有些小行星群和小行星特别著名，如脱罗央群，阿波罗群，伊卡鲁斯，爱神星，希达尔戈等。按轨道根数作统计分析，轨道倾角在约5 度和偏心率约0.17处的小行星数目最多。柯克伍德缝是按小行星平均日心距离统计得到的最著名的分布特征。小行星数N 与平均冲日星等m 之间有统计关系

logN=0.39m-3.3，小行星直径d 同绝对星等g 之间满足统计公式logd(公

里)=3.7-0.2g。小行星数随直径的分布在直径约30公里附近出现间断。

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【研究】

1760年有人猜测太阳系内的行星离太阳的距离构成一个简单的数字系列。按这个系列在火星和木星之间有一个空隙，这两颗行星之间也应该有一颗行星。18世纪末有许多人开始寻找这颗未被发现的行星。著名的提丢斯-波得定则就是其中一例。当时欧洲的天文学家们组织了世界上第一次国际性的科研项目，在哥达天文台的领导下全天被分为24个区，欧洲的天文学家们系统地在这24个区内搜索这颗被称为“幽灵”的行星。但这个项目没有任何成果。

1801年1月1日晚上，朱塞普·皮亚齐在西西里岛上巴勒莫的天文台内在金牛座里发现了一颗在星图上找不到的星。皮亚齐本人并没有参加寻找“幽灵”的项目，但他听说了这个项目，他怀疑他找到了“幽灵”，因此他在此后数日内继续观察这颗星。他将他的发现报告给哥达天文台，但一开始他称他找到了一颗彗星。此后皮亚齐生病了，无法继续他的观察。而他的发现报告用了很长时间才到达哥达，此时那颗星已经向太阳方向运动，无法再被找到了。

高斯此时发明了一种计算行星和彗星轨道的方法，用这种方法只需要几个位置点就可以计算出一颗天体的轨道。高斯读了皮亚齐的发现后就将这颗天体的位置计算出来送往哥达。奥伯斯于1801年12月31日晚重新发现了这颗星。后来它获得了谷神星这个名字。1802年奥伯斯又发现了另一颗天体，他将它命名为智神星。1803年婚神星，1807年灶神星被发现。一直到1845年第五颗小行星义神星才被发现，但此后许多小行星被很快地发现了。到1890年为止已有约300颗已知的小行星了。

1890年摄影术进入天文学，为天文学的发展给予了巨大的推动。此前要发现一颗小行星天文学家必须长时间记录每颗可疑的星的位置，比较它们与周围星位置之间的变化。但在摄影底片上一颗相对于恒星运动的小行星在底片上拉出一条线，很容易就可以被确定。而且随着底片的感光度的增强它们很快就比人眼要灵敏，即使比较暗的小行星也可以被发现。摄影术的引入使得被发现的小行星的数量增长巨大。1990年电荷藕合元件摄影的技术被引入，加上计算机分析电子摄影的技术的完善使得更多的小行星在很短的时间里被发现。今天已知的小行星的数量约达22万。

一颗小行星的轨道被确定后，天文学家可以根据对它的亮度和反照率的分析来估计它的大小。为了分析一颗小行星的反照率一般天文学家既使用可见光也使用红外线的测量。但这个方法还是比较不可靠的，因为每颗小行星的表面结构和成分都可能不同，因此对反照率的分析的错误往往比较大。

比较精确的数据可以使用雷达观测来取得。天文学家使用射电望远镜作为高功率的发生器向小行星投射强无线电波。通过测量反射波到达的速度可以计算出小行星的距离。对其它数据（衍射数据）的分析可以推导出小行星的形状和大小。此外，观测小行星掩星也可以比较精确地推算小行星的大小。

现在也已经有一系列非载人宇宙飞船在一些小行星的附近对它们进行过研究：1991年伽利略号在它飞往木星的路程上飞过小行星951，1993年飞过小行星243。

NEAR号于1997年飞过小行星253并于2001年在小行星433登陆。

1999年深空1号在26千米远处飞掠小行星9969。