近日，一项由中国科学院上海天文台领衔，联合中国澳门科技大学、加拿大温尼伯大学等多家机构共同完成的关于小行星光谱研究的重要成果，在国际天文学期刊《Astrophysical Journal Supplement Series》在线发表。该研究不仅深化了我们对S类小行星表面物质组成的理解，还为中国小行星探测任务提供了关键科学支撑。

在太阳系中，小行星保存着46亿年前太阳系形成初期的原始信息。传统上，天文学家根据小行星反射太阳光的能量强度与波长的关系，将其划分为S、C、X三大类。其中，S类小行星主要分布在主小行星带内侧，是近地小行星中最常见的类型，其主要成分是橄榄石、辉石等硅酸盐矿物，与地球上常见的普通球粒陨石相似。

科学家通常需要将小行星的光谱与地球上陨石的实验室数据进行比对，才能推测其矿物组成。但问题在于，太空中的观测条件与实验室环境存在诸多差异，导致“比对”并不简单。研究团队通过一系列普通球粒陨石样品的实验分析，系统研究了S类小行星在可见光/近红外波段的光谱响应机制。

研究发现，高相位角观测条件和细颗粒表面物质都会使光谱斜率显著增加，其效果类似于太空风化作用。换句话说，小行星的表面状态和观测角度会“扭曲”其光谱特征，必须加以校正才能准确解读其成分。

更令人关注的是，研究还揭示了热变质与冲击变质对光谱的“对抗性”影响，热变质作用越强，吸收特征越明显；而冲击变质程度越高，吸收特征反而越弱。这一发现为科学家反推小行星的热演化历史提供了新线索。

此外，研究还澄清了一个长期存在的疑问：尽管S类小行星表面含有少量铁镍金属（通常低于10%），但这些金属对光谱形态的影响几乎可以忽略不计。

基于上述研究成果，研究团队进一步分析了多个小行星探测任务的目标天体。结果表明：美国NASA OSIRIS-APEX任务的目标——99942 Apophis，以及中国天问二号任务的目标——469219 Kamo‘oalewa，均为与LL型普通球粒陨石成分相似的S类近地小行星；嫦娥二号任务飞越探测的4179 Toutatis，其成分更接近L型普通球粒陨石。这一系列比对不仅验证了光谱分析方法的可靠性，也为我国未来小行星采样返回任务提供了重要的科学依据。

图1基于光谱观测数据的多个小行星探测任务目标的矿物学分析 （a）光谱参数对比图；（b）光谱衍生的矿物学分析

这项研究不仅推动了小行星成分遥感的发展，也展示了国际合作在深空探测领域的重要作用。未来，随着天问二号等任务的推进，人类对小行星的认识将更加深入。

该研究获得国家自然科学基金、中国博士后科学基金等资助。

论文链接：https://doi.org/10.3847/1538-4365/ae3fa4

科学联系人：王鹏越，pywang@shao.ac.cn