小行星

小行星是行星形成过程中遗留下来的岩石和金属残余物，其大小从矮行星谷神星到巨石大小的星体不等，大部分运行在火星和木星之间。

Definition

小行星是围绕太阳运行的小型天体，主要由岩石或金属构成，在火星和木星轨道之间的主带中数量最多。

Scope

本主题涵盖小行星：它们的轨道分布，包括主带、近地天体、特洛伊小行星和动力学族；它们的光谱分类及其与陨石的联系；它们的内部结构，其中许多是松散结合的碎石堆；以及非引力作用，例如亚尔科夫斯基效应和YORP效应，这些效应会缓慢改变它们的轨道和自转。它还涵盖了小行星探测和样本返回，以及近地天体造成的撞击危险。

Core questions

• 小行星是如何动态分布的，什么维持了小行星带和近地天体的数量？
• 小行星由什么组成，光谱分类如何与陨石类型联系起来？
• 小行星是固体岩石还是松散结合的碎石堆？
• 热力如何随时间改变小行星的轨道和自转？

Key theories

碎石堆结构

许多小行星是碎片通过引力结合形成的集合体，而非单一的岩石，这种结构是由碰撞破坏和重新聚集产生的，并已通过航天器探测得到证实。

光谱分类和陨石联系

小行星被分为不同的光谱类型，其成分与特定的陨石群相关联，从而追踪了岩石和原始物质在小行星带中的分布。

亚尔科夫斯基效应和YORP效应

阳光的不对称热辐射会缓慢改变小行星的轨道（亚尔科夫斯基效应）和自转状态（YORP效应），将天体送入共振区，从而补充近地天体的数量。

Mechanisms

太阳系形成以来，碰撞将小行星分裂成族群，并产生引力重新聚集的碎石堆。阳光被吸收并以热滞后方式重新辐射，产生亚尔科夫斯基力，使轨道漂移进入共振区，而相关的YORP力矩则改变自转速率并可能抛射物质，补充近地天体和陨石的数量。

Clinical relevance

小行星保存了通过陨石和返回任务采集到的原始物质，可能蕴藏资源，并且包括构成撞击危险并推动行星防御工作的近地天体。

History

谷神星于1801年被发现，随后小行星的目录不断增加，20世纪，动力学族和共振的作用得到认可。航天器任务，包括NEAR探测器对爱神星的探测、隼鸟号和隼鸟2号、OSIRIS-REx探测器对贝努的探测、黎明号探测器对灶神星和谷神星的探测，以及DART偏转测试，都使小行星成为详细原位研究的目标。

Debates

碎石堆小行星的起源和孔隙度

在对贝努和龙宫进行近距离成像后，小行星如何获得其高孔隙度和无粘结结构，以及这如何影响偏转策略，是一个活跃的研究领域。

Key figures

• William Bottke
• Richard Binzel
• Francesca DeMeo
• Dante Lauretta

Seminal works

• bottke2002
• demeo2013
• lauretta2019

Frequently asked questions

大多数小行星在哪里发现？

在主小行星带中，这是一个位于火星和木星轨道之间围绕太阳运行的宽阔天体环，尽管许多小行星也遵循包括近地路径在内的其他轨道。

小行星会撞击地球吗？

小型小行星会定期撞击并无害地燃烧殆尽，大型撞击则很少发生；天文学家跟踪近地天体，并已测试了偏转技术，以减轻少数可能危险的天体造成的危害。