第5章 揭开小行星的真面目

行星是在火星和木星轨道之间，围绕太阳旋转的为数众多的小天体。按提丢斯-波得定则，在火星和木星之间，距太阳2.8天文单位处应该有一颗大行星。众多天文学家和天文爱好者，费尽心思去寻找，但毫无结果。然而却获得了意外的收获，相继发现了众多小行星。最大的小行星直径也只有1000千米左右（如小行星Ceres），微型小行星则只有鹅卵石一般大小。直径超过240千米的小行星约有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。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，那它的直径不到1500千米，比月球的半径还小。

小行星概况

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。1801年，意大利天文学家皮亚齐（1746～1826）发现了一个新行星，命名为谷神星，它距太阳2.77天文单位，但因它的体积和质量太小，不能与大行星为伍，故称其为小行星。以后的几年里，又发现了另外3颗较大的小行星，它们是智神星、婚神星和灶神星。随着19世纪后照相技术在天文学上的广泛应用，使发现的小行星的数目急速增加。从1925年起，新发现的小行星算出轨道后。要经过2次以上的冲日观测，才能赋予永久编号和专用名称。目前有永久编号的小行星已达1万多颗。巡天观测发现亮度大于21.2星等的小行星有50万颗。

小行星中最大的是谷神星，其他小行星的直径和质量都很小。小行星的亮度有周期性变化，这是由于它们表面各部分的反照率不同及它们的自转引起的。小行星典型的自转周期为8～9个小时，小行星的自转轴取向毫无规律，呈随机分布。有的小行星还有自己的卫星。按表面反照率的不同，小行星可分为C类（碳质，反照率较小）和S类（石质，反照率较大）；另外还有少数小行星的金属含量很高，称M类。少数小行星的轨道半长径比火星小或比木星大。小行星靠反射太阳光而发亮，它们的视亮度跟它们同太阳和地球的距离有关，也跟它们的表面反照率有关。最亮的小行星是灶神星，目视星等为6.5等。

大多数小行星是一些形状很不规则、表面粗糙、结构较松的石块，表层有含水矿物。它们的质量很小，按照天文学家的估计，所有小行星加在一起的质量也只有地球质量的4/10000。这些小行星和它们的大行星同伴一起，一面自转，一面自西向东地围绕太阳公转。尽管拥挤，却秩序井然，有时它们巨大的邻居——木星的引力会把一些小行星拉出原先的轨道，迫使它们走上一条新的漫游道路。在近年对小行星的观测中，还发现一个有趣的现象，有些小行星竟然也有自己的卫星。

在1991年以前所获的小行星数据主要是通过基于地面的观测。1991年10月，“伽利略号”探测器经过951号小行星，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号小行星，使其成为第二颗被宇宙飞船访问过的小行星。1997年6月27日，近地小行星探测器与253号小行星擦肩而过。这次机遇使得科学家们第一次能近距离观察这颗小行星。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。如同陨石一样，由于小行星是从早期太阳系残留下来的物质，科学家对它们的构成非常感兴趣。小行星都富含金属，属于S型小行星。

著名小行星

1.谷神星

谷神星是第1号小行星，也是最早发现的小行星。1801年1月1日由意大利天文学家皮亚齐发现。直径约770千米（直接测量），质量为（11.7±0.6）×1023克，占所有小行星质量总和的1/2，是最大和最重要的小行星。反照率为0.06，属碳质小行星。谷神星的轨道半长径为2.77天文单位，轨道偏心率为0.079，轨道倾角10.6度，公转周期1681天。谷神星的目视星等为7.4等。

2.智神星

智神星是第2号小行星。1802年由德国奥伯斯发现。直径约为490千米（直接测量），质量为（2.6±0.8）×10为克，体积与重量仅次于谷神星，居第二位。智神星是V型小行星（即不属于任何可分类的类型）。智神星的轨道半长径为2.77天文单位，轨道偏心率0.23，轨道倾角34.8度，公转周期1686天，自转周期9～12小时。目视星等为8.0等。

3.婚神星

婚神星是第3号小行星。1804年由德国天文学家哈丁发现。直径约为195千米（直接测量），质量为2×1022克。轨道半长径为2.67天文单位，轨道偏心率0.255，轨道倾角13度，公转周期1594天，自转周期7小时13分，目视星等8.7等。婚神星的反照率较大，达0.2。

4.灶神星

灶神星是第4号小行星。1807年由德国的奥伯斯发现。直径约为390千米（直接测量），质量为（2.14±0.2）×1023克。轨道半长径为2.36天文单位，轨道偏心率0.088，轨道倾角7.1度。公转周期1325天，自转周期5小时20分31秒。灶神星的反照率很高，达0.24。目视星等为6.5等。是最亮的小行星。

5.大力神星

大力神星是第532号小行星。为第一个被发现有卫星的小行星。1976年6月7日，在观测这颗小行星掩恒星时，发现了它的卫星1978（532），大力神星和它的卫星的直径分别为243千米和45.6千米，相距977千米。

6.伊卡鲁斯

伊卡鲁斯是第1566号小行星。1949年6月26日由美国天文学家巴德发现。直径约1.5千米，轨道半径长为1.08天文单位，轨道偏心率很大，达0.83，轨道倾角为23度。公转周期1.21年。是距离太阳最近的小行星，近日距离只有0.187天文单位，比水星更接近太阳。远日距离约1.98天文单位。每个公转周期中它的表面要经历剧烈的温度变化。

7.中华星

中华星是第1125号小行星。1928年11月22日由中国天文学家张钰哲在美国工作时发现，并根据张钰哲的建议命名为“中华”。中华星的轨道半长径为3.1465天文单位，轨道偏心率0.2025，轨道倾角为3.03度，平均冲日星等18.4等。

小行星的命名

2001年10月6日，在北京师范大学校园，国家天文台副台长王宜宣布：“经过了中国科学院的特别批准，将一颗新发现的小行星命名为‘北师大星’，用于庆祝北师大的百年校庆，以彰显北师大在中国教育科技事业方面的重要贡献。”此前，2001年7月，有一颗小行星被命名为“金庸星”。璀璨的星空中，还有“巴金星”、“陈景润星”、“希望工程星”等小行星在沿着自己的轨道运行，它们早在1999年就得到了命名。

小行星可以由发现者进行命名，最终需得到世界公认。对小行星命名既是为了科研工作的方便，也是鼓励观测者投身于小行星发现领域。天文学家们观测到一个小行星后，不能马上确定它是颗新的星，不知道别人是否发现过，这时就需要给它一个临时编号，这是第一个名字。这同一颗小行星在不同的夜晚被观测到，并报告国际小行星中心之后，确认了它是个新的，它会得到第二个名字——一个国际统一格式的“暂定编号”。当一个小行星在至少4次回归中被观测到，并且它的运行轨道被精确确定后，这个新的小行星就有了第三个名字——国际小行星中心给的永久编号。比如，“北师大星”的永久编号为第8050号，“金庸星”的永久编号为第10930号。一颗小行星的第四个名字，按照惯例，由发现者在发现10年内命名。

早期小行星的命名多选自神话中的人物，后来演变为发现者表达自己意愿的方式。当然，小行星的命名有一定的规范，比如政治家、军事人物或者政治、军事事件必须在逝世或出生100年以后才能命名。所有小行星的命名，必须经过国际天文学联合会由13人组成的小天体提名委员会批准，由国际小行星中心发布通报国际社会。截至2000年，北京天文台施密特小行星组，已经有了275颗小行星的命名权。