小行星

　　發現　自從經驗地描述大行星與太陽距離的提丟斯–波得定則於18世紀70年代提出以後，火星和木星的公轉軌道之間是否存在未知天體問題開始為天文學傢所關切。1801年意大利天文學傢G.皮亞齊在用望遠鏡目視巡天時觀測到一顆在天球上移動的天體，經過軌道計算表明，它是位於火星和木星軌道之間的行星，但亮度僅7～8視星等（見星等）。後又推算出直徑不足1 000千米，和當時已知的任一行星都相差太大，遂稱為“小行星”。1802年德國天文學傢H.W.M.奧伯斯發現第二個，1804年德國天文學傢K.L.哈丁觀測到第三個，1807年奧伯斯又發現瞭第四個，它們也都是使用望遠鏡沿黃道帶目視巡天所得。天文學傢從而認識到，正如波得定則所預示，火星和木星軌道之間的空區，確實還有環繞太陽運行的天體。19世紀下半葉，由於天文觀測中引進照相方法，到1900年已發現的小行星增至450個，到1950年總數達1 600個。1994年以來，組建瞭國際間的小行星搜索網，采用效率更高的探測組件，使用計算機控制和管理望遠鏡並主持觀測、搜索、發現、計算軌道和驗證等全部巡天程序，推動瞭小行星觀測事業的發展。到2008年初，已發現的小行星總數為74萬個，有永久編號的12萬個。

　　命名　在發現4個小行星後，西方天文學傢按照大行星以古代神話中的神靈為名的傳統，也將小行星冠以羅馬神話中的女性小精靈之名。它們是谷神星（小行星1號）、智神星（小行星2號）、婚神星（小行星3號）和灶神星（小行星4號）。這一命名傳統一直延續到19世紀80年代，隨著新發現的小行星總數超過近300個，神話人物所剩日減而不敷選用。經國際天文界協商，新的命名由有命名權的發現者（天文學傢或天文臺站）自行取名。如張衡（1862號）、郭守敬（2012號）、牛頓（8000號）、哈勃（2069號）、莫紮特（1034號）、中國科學院（7800號）、北京大學（7072號）、小行星命名辭典（19119號）、聯合國（6000號）、北京（2045號）、美國國傢航空航天局（11365號）、CCD組件（15000號）等。1995年國際天文學聯合會IAU下屬的小行星中心頒佈瞭新修訂的命名管理法則。新的發現或疑似發現後，由小行星中心給予“暫定編號”，如1998 CZ 6。在新發現的小行星獲得至少4次回歸觀測資料，並測定精確軌道之後，再給予“永久編號”，如20 146號小行星。與此同時，發現人或發現單位獲得專名命名權。

　　結構和大小　小行星主帶中繞日運行的小行星總數不下百萬個，但其質量的總和僅為地球質量的0.04%。按組成的化學豐度分為S、C、M、D、F、P、V、G、E、B和A共11類。富巖石S型、富碳質C型和富金屬M型三類占瞭小行星的絕大多數，其中更以C型居多。S型的反照率平均為0.15，C型的平均為0.05。小行星主帶中最大的一個是谷神星，直徑934千米，大小在200～500千米的24個，150～200千米的45個，其餘的都更小。以幾十米、幾米、幾厘米計的小天體不計其數。小行星主帶所在天區是太陽系中的力學不穩定區域，那裡可能從來沒有形成過大行星，所以小行星並非一個大行星裂碎的遺跡。由於個體的質量小，誕生以來從未發生過結構性的質變過程，因而保存瞭太陽系形成的早期物態，能提供太陽系起源和演化的有重大價值的信息。

　　軌道特征　主帶小行星的軌道半長徑a為2.17～3.64天文單位(AU)，平均值是2.8 AU。軌道偏心率e的平均值是0.15，比行星的大，比彗星的小。公轉軌道面與黃道面的傾角i平均為9.4°，也比大多數行星的大，比彗星的小。

　　近地小行星　公轉軌道的一部分延伸到內太陽系，近日點距離不大於1.3AU的小行星稱為近地小行星。它們的軌道變異或是源於太陽系演化早期碰撞事件，或是由於受行星主要是木星攝動作用所致。按軌道特征可劃分阿登群、阿莫爾群和阿波羅群三類。阿登群的軌道半長徑a小於1AU，遠日點距離大於1AU。阿莫爾群的近日點距離小於1AU，遠日點距離小於3AU。阿波羅群的a不小於1AU，近日點距離不大於1AU。

　　小行星衛星和雙小行星　20世紀90年代以來，行星際探測器已發現瞭約20個有衛星的小行星和雙小行星，將擁有衛星的天體從行星一級延伸到小行星一級。已取得大小、軌道半徑、繞轉周期等基本參數的如小行星243號“艾達”、45號“香女星”、90號“休神星”、532號“大力神星”、762號“普爾柯瓦”等。

　　空間探測　“近地小行星會合”是第一個專為探測小行星而建造的行星際飛行器，簡稱“NEAR”，載有多色成像、近紅外攝譜、X射線–γ射線頻譜、雷達測距等儀器設備。1996年發射，1997年飛掠小行星253號“瑪西德”，被確認為C型小行星，測定大小為66千米×48千米×46千米，自轉周期17.4個地球日。2000年飛臨小行星433號“愛神星”。測出這個S型近地小行星的大小是35千米×13千米×13千米，自轉周期5.27小時。2001年再度飛臨“愛神星”，實現運作終止前的軟著陸。

　　根據2006年頒佈的《行星定義》，谷神星已被分類為矮行星。此外，智神星、灶神星和健神星（Hygiea，小行星第十號）也被列入矮行星候選體。