□ 本报记者 蔡姝雯

　　实习生 晏庆合

　　小行星多分布在火星和木星轨道之间的主带区域，可能蕴含了地球生命和水体起源的重要线索，也蕴藏着“婴儿期”太阳系的关键信息，因此颇具科学研究价值。

　　皇冠紫金山天文台研究员季江徽课题组，将目光投向位于这一主带外部区域的司理星族群小行星，基于空间红外望远镜对其进行观测获得的数据，揭示其热物理特性，推测这些小行星表面存在非常细小的颗粒和较厚的表壤层。该成果对于了解太阳系中含水冰小天体的形成与演化过程具有重要意义，近日刊发于《天文学杂志》。

　　这些小行星表面存在非常细小的颗粒

　　司理星族群形成于25亿年前的一次碰撞事件，其族群成员数目超过4700颗，多数光谱型为C型或B型。“该族群大部分是碳质小行星，其表面可能存在大量水冰，可以作为考察地球上水来源的依据，也或许可以成为未来星际航行的一种宝贵的太空资源。根据以往研究发现，司理星表面还存在有机物，为地球生命是否来自地外天体提供思考。”季江徽说，司理星族群是了解小行星水冰演化及活动性的重要对象，通过对该族群小行星的热物理研究，将进一步揭示这类小天体的物理特性和演化特征。

　　此次研究，课题组基于空间红外望远镜的观测数据，利用先进热物理模型，计算得到小行星在红外波段的理论辐射流量，进而拟合获得了族群中20颗小行星的热惯量、几何反照率、有效直径及粗糙度等参数的最优解，并估算其表壤颗粒尺寸。

　　研究发现，与其他族群相比，司理星族群的几何反照率普遍偏低，这与B型和C型小行星的几何反照率分布基本一致。“反照率低说明光都被吸收，因此小行星看起来会很暗。”季江徽解释道，C型小行星的反照率通常很低，有很多含水矿物，与C型一致进一步证明其含水的可能性更大。而作为C型小行星的子类，B型小行星看上去更暗淡，它们是早期太阳系含量丰富的原始、挥发性物质的残余。

　　课题组进一步研究发现，司理星族群小行星之间的热惯量分布相似，而较低的热惯量则表明这些小行星表面存在非常细小的颗粒和较厚的表壤层，而表层土壤越细小，就越证明主带天体经历了长期复杂的太空风化。

　　对天体实现从望远镜式到显微镜式观察

　　不同主带族群之间热物理特性的对比研究，开创了新的视角来认知其族群分类、碰撞机制和演化过程，有助于进一步探索对太阳系的“考古”。

　　“之前族群之间的分类主要基于小天体的空间分布、轨道特性、光谱成分的异同，现在我们多了‘热物理特性’这样一个崭新的视角，对小天体实现从望远镜式到显微镜式的观察。”季江徽说道。

　　相关研究亦为我国正在开展的小行星深空探测任务提供工程支撑，如通过对目标小天体的热惯量、几何反照率、颗粒尺寸等参数估算和分析，可评估小行星表面表壤是否存在，从而为探测器的采样方式与采样环境提供关键科学依据。

　　该工作还可应用于评估影响近地天体轨道运动的非引力效应，直接服务于我国近地天体防御任务。季江徽提到，小天体不止受到太阳引力的影响，从长期来讲，在一些非引力的效应下，小尺寸的近地小行星由于形状的不规则，受到太阳辐射压和热辐射的影响导致其受力和力矩的不均匀，从而会在长期缓慢的过程中发生轨道漂移和自转变化。为了解这种机制，就需要去研究小天体表面热物理特性，而了解近地天体的物质特性也有利于“面对小行星撞击地球”制定更好的应对措施。

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