小行星
小行星是太阳系家族中的一类成员，它们的“个头”比大行星的卫星还小得多，一般分布在火星和木星的轨道之间－－小行星带。它们的特点是体积小、质量小，最大的小行星直径还未超过800公里。它们和大行星一样，沿着椭圆轨道绕太阳运行。自1801年意大利天文学家皮亚齐偶然地发现第一颗小行星谷神星后，至今已发现了上万颗小行星，而正式注册、取得太阳家族“公民权”的小行星到1994年底已达5300多颗。
小行星虽然很小，但是它们在以往的天文学研究中却曾起过重要的作用。譬如，1873年，德国天文学家伽勒利用8号花神星冲日，1877年英国天文学家吉尔利用4号灶神星冲日测定日地距离，都得到了精确的结果。1930～1931年，433号爱神星大冲时，国际天文学联合会组织了空前规模的国际联测，得到了三角测量所能达到的最精确的日地距离数值14958万公里。
另外，利用小行星还可以测定行星的质量。当某颗小行星接近大行星时，大行星对它的摄动作用必然影响其轨道，从它轨道的微小变化中可以算出行星的实际质量。1870年，天文学家利用29号爱姆菲特列塔接近木星时所测得的木星质量为太阳质量的1／1047，今天天文学家仍在采用这个数。水星、金星、土星、火星等行星的质量均是用小行星测定的，测出的值有相当高的准确度。
为了改进和提高星表的精度，国际天文学联合会组织十几个天文台对谷神星等10颗小行星进行长期的监测和归算，从实际的数据及已知的轨道根数求得黄道和天赤道的准确位置。
小行星还为研究太阳系起源和演化提供重要线索。按照现代太阳系形成理论，太阳系是在46亿年前由一团混沌星云凝聚而成的。而当初星云形成太阳系的具体过程已无法从地球或其他行星上找到痕迹了，只有小行星和慧星还保留着许多太阳系形成初期的状态，因此它们被天文学家称为太阳系早期的“活化石”。
另外，小行星的研究对于发展人类航天事业，保护地球环境，开发宇宙都有重要的意义。特别是近地小行星，它们即是潜在的矿物资源，又是小行星中最容易实现的航天近探的目标。
小行星的直径很小，在天文学家所获得的几百颗小行星半径值中，只有几颗较大、较近的小行星是直接测量的，其它都是用红外波和偏振法测定的。测量表明，直径在100公里以上的小行星大约有110颗，直径在50公里以上的小行星大约有560颗，绝大多数小行星的直径都在1～2公里，还不如地球上的一座山大呢！
至于小行星的质量，除1号谷神星、2号智神星和4号灶神星外，所有的小行星质量都是由它们的直径和假定的密度推算出来的，仅有数量级的概念。一般认为小行星的总质量值为1000亿吨，其中谷神星大约占总质量的一半。
小行星的反照率取决于它们的化学组成和表面状况。由于小行星表面各部分的反照率不同，再加上自转，使小行星的亮度产生周期性的变化。根据亮度变化曲线，可测出小行星的自转周期和自转轴的取向，并推测它们的形状。从目前已知自转状况的200多颗小行星看来，自转周期多数在4～16小时，平均为11.47小时。自转轴的取向是随机分布的。直径大于100公里的小行星的形状一般比较规则，接近球形，直径小于100公里的小行星形状则是各种各样的，有的呈长柱形，有的犹如哑铃，还有的甚至像是两块石块粘在一起的。
我国紫金山天文台从50年代末开始小行星的光电观测，已发表了数十条小行星光度曲线，其中有些是在国际上首次发表的，由于观测质量高，被国外观测者广泛采用。
小行星的探测追踪
1991年10月29日，“伽利略号”宇宙飞船于掠过951号小行星加斯帕（951 Gaspra），从距离1600公里处飞近探测，可以清楚地看到这颗小行星表面50米的细节特征。飞船上的近红外测绘分光仪所作的初步测量表明，加斯帕的形状很不规则，有可能是由一个大的母体中分裂出来的，这是宇宙飞船探测的第一例小行星。
1993年8月，“伽利略号”又飞经了243 Ida（艾达）小行星，使其成为第二颗被宇宙飞船访问过的小行星。Gaspra和Ida小行星都富含金属，属于S型小行星。
1997年 6月27日，NEAR探测器与253 Mathilde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富含碳的 C型小行星。此次访问由于NEAR探测器不是专门用来对其进行考察而成为唯一的一次访问。NEAR是用于在1999年 1月对Eros小行星进行考察的。
天文学家们已经对不少小行星作了地面观察。一些知名的小行星有Toutais、Castalia、Vesta和Geographos等。对于小行星Toutatis、Castalia和Geographos，天文学家是在它们接近太阳时，在地面通过射电观察研究它们的。Vesta 小行星是由哈勃太空望远镜发现的。 目前，意大利已制定了一个以皮亚齐命名的近地小行星航天探测计划，准备近探433号爱神星。
小行星的卫星
1978年6月7日，美国天文学家麦克马洪在观测532号大力神小行星掩恒星时，发现它有一颗卫星，命名为1978（532）Ｉ，这是天文学家第一次发现小行星有卫星。532号小行星和其卫星的直径分别为243公里和45.6公里，彼此相距977公里。半年后天文学家又从18号郁神星掩恒星的资料中发现它也有卫星，这对小天体中心距为460公里，直径分别为135公里和37公里，倘若这是一颗同步卫星，那么在郁神星上看来，这个“月亮”的角直径可达5°24′，视面积几乎是我们月球的120倍。以后，又在重新处理过去的一些小行星掩星资料时发现若干小行星也有卫星，其中包括2号智神星、6号春神星、9号海神星、12号凯神星等，大概有三四十颗。
1980年，美国天文学家利用光斑干涉测量的新技术证明2号智神星确实存在一颗卫星，但是，对于小行星是否有卫星的问题一直悬而未决，一些持反对意见的天文学家认为，人类已经发射了那么多空间探测器，但迄今未发现一颗小行星的卫星，所以小行星有卫星的结论缺乏观测证据。另外，小行星卫星在天体系统中属于什么层次，能否与月球或木卫等相提并论现在也没有定论。
1989年发射的木星探测器“伽利略”在1991年10月飞过第951号小行星加斯帕，圆了天文学家近探小行星的梦想。1993年8月，“伽利略”掠过第243号小行星艾达，进行了多项观测记录。1994年2月，天文学家分析“伽利略”发回的资料，发现艾达附近有一颗比它小得多得卫星，并在英国学术周刊《自然》上发表了艾达与卫星的合影、卫星的放大图象。此后，“伽利略”又发回更新的成象和光谱资料。据此，天文学家估计艾达卫星的直径为1.5公里，发现时距小行星仅100公里，天文学家认为，这是确切发现小行星有卫星的第一例。
小行星的轨道分布
小行星的公转轨道都是椭圆形的，大约有95％的小行星轨道半长径在2.17～3.64天文单位之间，这一空间区域称为小行星的主环带，位于主环带里的小行星称为“主带小行星”。
一小部分小行星离群索居，形成几个特殊的群体。轨道半径大于3.3天文单位的称为远距小行星，其中最著名的是脱罗央群，它们的轨道半径和木星的一样大。从太阳望去，有一些位于木星之前60°，有一些位于木星之后60°，前者叫“希腊群”，后者叫“纯脱罗央群”。
另一个特殊群体是近距小行星，它们的轨道近日点深入到内太阳系，有的甚至跑进地球轨道以内，称为近地小行星。按照轨道近日点的距离和半长径的数值特征，近地小行星又被划分成阿莫尔型、阿波罗型和阿登型。
阿莫尔型小行星的轨道特征是近日距都在火星轨道之内——1.02～1.3天文单位，半长径1.39～4.23天文单位，偏心率0.062～0.574，倾角2.2°～52.1°，小行星直径为0.3～38.5公里，现已发现这类小行星有70多颗。 阿波罗小行星的轨道特征是近日距小于1.017天文单位，而半长径大于1天文单位，因有一段轨道与地球轨道非常靠近甚至相交，而引起天文学家的特别关注，这类小行星已发现了100多颗。阿登型小行星的轨道半长径都小于1天文单位，近日距也小于1天文单位，远日距略大于1天文单位，这种小行星为数不多，目前仅发现10颗左右，因它们的轨道与地球近似，周期也相差不多，所以比阿波罗型小行星更受到重视。
一些近地小行星在大行星的摄动下，轨道会和地球轨道相交，从而有可能与地球相撞。在过去的几十亿年中，这种事件可能确实发生过。通过空间遥感技术，在地球上已发现了100多个陨石坑，其中91处推测是小行星撞击造成的。据科学家考证，1976年吉林陨石雨的母体就是接近火星轨道的阿波罗型小行星的一个碎块。最近美国科学家提出，导致6500万年前恐龙灭绝的也是一颗陨落的阿波罗型小行星。
虽然小行星撞击地球造成的危害很大，但是这种几率是微乎其微的。研究表明，直径10公里大小的小行星平均１亿年左右才会与地球相撞一次，地球每百万年受到三次较小的小行星的撞击，但其中只有一次发生在陆地上。为了预防这种不测事件，一些国家正在考虑发射专门监测近地小行星的人造地球卫星，及早发现并排除它们。
参考资料：www.cycnet.com/encyclopedia/as
近日美国天文学家在利用哈勃太空望远镜观测时惊奇发现，太
阳系中最大的一颗小行星“谷神”，在其星体外围覆盖有厚厚一层
富含冰晶态淡水层地幔。据科学家初步估算，这颗小行星上所蕴涵
的淡水总量，甚至比地球上全部淡水量总和还多。据悉，相关论文
已正式撰文刊登在九月八日出版的《自然》杂志上。
第一小行星地幔含水
“谷神星”处于太阳系内火星和木星之间的太阳系小行星带
内。它直径930千米，质量约占整个小行星带全部质量的四分之一，
是这一区域同时也是太阳系中所以小行星里最大最重的一颗。一直
以来，人们始终都将它认定为小行星带内数万颗小行星中的一员。
在此次研究中，天文学家利用哈勃太空望远镜共对小行星“谷
神星”拍摄了267幅局部实景图像。在随后的计算机合并处理结果中
显示，这颗小行星除具有坚硬的岩石质内核外，其外围部分由另一
种完全不同的轻质地幔包裹，其中很可能富含水份。
来自康奈尔大学的天文学家彼得-托马斯和他领导的科研小组经
过研究认为“谷神星”与其它的所谓小行星似乎有所区别。一方
面，其小行星所特有的外表不规则性，说明其内部的物质分布并不
均匀；另一方面，其近似圆形的外表也表明它自身的引力起到了很
大的塑性作用，同时"谷神星"具有很低的密度。综合其中众多证据
可以推断，其内部很可能暗含被冻结的水质。
淡水含量超过地球
在研究中，科学家通过计算机模型分析发现在这颗独特的小行
星内部还有其与众不同的另一面。它内部不但具有坚实的岩质内
核，其靠近表面的部分由密度较小的轻物质构成。研究人员认为，
整个"谷神星"在构造上是由一层冰态富水层地幔包裹着其内部的岩
质内核。
对此，为美国宇航局和欧洲宇航局负责哈勃太空望远镜运行的
国际太空望远镜学会在其一份报告中称，即使这层含水层其中只含
有25%的水份，整个小行星中所蕴涵的淡水量就已经超过地球上所有
淡水的总和。
研究小组成员约耳-帕克在向媒体介绍时表示："根据我们已经
掌握的其它类似情况分析，最有可能的推断就是包裹'谷神星'内核
的小行星地幔，由冰-水混合物、泥土等物质共同组成，按常规情况
其中水的含量将至少在总量的四分之一左右。尽管这颗天体和地球
比起来小得多，但其中涉及的淡水总量却已经非常惊人。"
据约耳-帕克介绍，地球上的淡水资源只存在于局部地区，并且
含水层并不深。而在小行星“谷神星”上涉及的富水地幔，比起地
球上的情况就要厚出很多。地球上总共有水14亿立方千米，其中大
约只有4100万立方千米为淡水。那么如果小行星“谷神星”上地幔
中有四分之一质量为水物质的话，计算下来它将含有相当于超过2亿
立方千米的水体，总量相当可观。
“胚胎期”的行星
对于上述发现，有科学家提出，既然太阳系中“九大行星”内
部构造各不相同，那么对于这颗“谷神星”，现在也可不妨将谷神
星称作“小型”行星。而另一种不同意见则认为，相对于真正意义
上的行星而言，“谷神星”顶多算是一颗“婴儿”行星，从目前状
态看还处在一个普通行星的初等发育期，要真正跻身行星的行列，
至少还得经过40亿年的演进。这些不同观点无疑给天文学界内有关
太阳系行星资格界定争论再添波澜。
来自马里兰大学天文系的露西-麦克范登是此次研究活动的主要
成员之一，她在谈到“谷神星”是否具备行星资格时表示：“事实
上，由于特殊的位置关系，谷神星形成至今的数十亿年来，一直都
受到它旁边木星巨大重力场引力作用的干预，使得它吸收星际物
质、发展壮大成真正行星的过程被阻碍。从目前情况看，谷神星仍
然只是一颗真正行星的'胚胎'而已。"
据悉，“谷神星”作为太阳系中的第一大小行星，早在1801
年，便由意大利天文学家首次发现。当时研究者本是希望通过观测
火星和木星之间区域以期发现其它新的行星，结果却发现了这颗体
积质量都非同一般的小行星，从此便将它们命名为“小行星”或
“次行星”。而随后人们又陆续在这一区域内意外观测到大量的类
似它的小型天体，而"谷神星"则是名副其实的太阳系第一小行星。
