小行星

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小行星
图片: NASA/JPL-Caltech/UCAL/MPS/DLR/IDA, Public domain · Wikimedia Commons

基本数据

已知小行星数量(截至2026年)超过140万颗
主带位置火星与木星之间,距太阳约2.2至3.3天文单位
主带中最大的天体谷神星(矮行星),直径约950千米
最大的真正小行星灶神星,直径约525千米
主要类型C型(富碳)、S型(石质)、M型(金属质)
行星防御测试DART于2022年9月26日撞击迪莫弗斯;轨道周期缩短约32分钟
采样返回奥西里斯王号于2023年9月24日送回贝努样本
肉眼看来最亮的小行星灶神星,最亮约5.2等

要点

  • 小行星是约46亿年前行星形成时遗留下来的岩石或金属天体。
  • 大多数小行星在火星和木星之间的主带中运行,但主带的绝大部分是空旷的空间。
  • 近地小行星受到密切追踪;目前没有已知小行星在未来100年内构成重大撞击威胁。
  • NASA的DART任务在2022年证明,撞击小行星可以改变它的轨道。
  • 最亮的小行星灶神星用双筒镜就能看到,在黑暗的地点有时肉眼也能看见。

什么是小行星?

小行星是绕太阳运行的小型岩石或金属天体。约46亿年前,一个由尘埃和岩石组成的盘造就了各大行星,小行星就是这个盘留下的残余。有些小行星从未长成更大的天体,因而保存着早期太阳系的线索。

它们小到只有一两米的巨石,大到宽约525千米的灶神星。只有最大的小行星呈球形,大多数形状不规则,许多是碎石堆,即靠微弱引力聚在一起的松散岩石集合体。与彗星不同,小行星含冰很少,所以靠近太阳时不会长出发光的尾巴。

小行星主带

大多数已知小行星在主带中运行,那是火星和木星之间一片宽阔的区域。木星强大的引力在早期搅动了这一区域,使其中的物质无法形成一颗行星。

电影里常把小行星带描绘成翻滚岩石密布的区域,但它其实大部分是空的。较大的小行星之间平均相距数十万千米,探测器穿越时无需任何特殊机动。主带中所有小行星加起来的质量还不到月球,光谷神星一颗就占了很大一部分。

还有其他小行星群。特洛伊小行星与木星共享轨道,聚集在木星前后两个群中。NASA的露西号探测器正在前往拜访其中几颗。

小行星的类型

天文学家根据小行星反射光的方式对它们分类,这能透露它们的成分。C型小行星颜色暗、富含碳,是最常见的类型,在主带外侧尤其多。S型小行星较亮,由石质硅酸盐矿物和一些金属组成。

M型小行星看起来像金属,可能是破碎的行星核心留下的富铁碎片。NASA的灵神星号任务于2023年发射,正飞往富含金属的大型小行星灵神星(16 Psyche),预计2029年抵达。

陨石是穿过大气坠落到地球而幸存下来的小行星碎块,让科学家可以在实验室里直接研究这些物质。

近地小行星与行星防御

有些小行星的轨道会靠近地球的路径。截至2026年,这类近地小行星已超过41000颗。巡天望远镜每周都会发现新的近地小行星,NASA近地天体研究中心会提前几十年计算它们的轨道。

小天体一直在撞击地球,大多作为流星燃尽。较大的撞击很少见,但它们塑造了地球的历史。目前没有已知小行星在未来100年内有撞击地球的重大风险,不过仍有许多较小的小行星尚未被发现。

为了测试防御手段,NASA于2022年9月26日让DART探测器撞向迪莫弗斯,它是小行星迪迪莫斯的一颗小卫星。这次撞击使迪莫弗斯的轨道周期缩短了约32分钟,远远超出最低目标。这是人类第一次改变太空中天然天体的运动。欧洲航天局于2024年发射的赫拉号任务,计划在2026年底研究撞击的后续影响。

奥西里斯王号与贝努样本

NASA的奥西里斯王号探测器于2018年抵达近地小行星贝努。2020年,它短暂接触表面,采集了尘土和碎石。结果发现表面非常松散,采样臂就像按进了海洋球池一样陷了进去。

返回舱于2023年9月24日降落在美国犹他州的沙漠中,带回约122克物质,这是迄今带回的最大小行星样本。研究发现了含水矿物和有机分子,包括构成蛋白质的基本单元氨基酸。在此之前,日本的隼鸟2号曾从小行星龙宫带回过一份较小的样本。

如何找到一颗明亮的小行星

通过任何望远镜看,小行星都像一颗恒星,辨认它的关键在于它会移动。最容易观测的目标是灶神星。它最亮时约为5.2等,在真正黑暗的地点刚好处于肉眼可见的边缘,用双筒镜则很容易看到。

首先用天象软件或星空指南查出灶神星本月的位置,打印或保存一张显示其周围恒星的寻星图。用双筒镜找到这片天区,记下暗星的排列图案。

一两个晚上后再看一次,相对其他恒星移动了位置的那个光点就是灶神星。谷神星、智神星和婚神星在位置合适时也能用同样的方法找到,只是更暗一些。小行星在冲日前后最好观测,那时地球位于它们和太阳之间,它们整夜都在发光。

参考来源

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