胡中为:与时俱进地普及小行星知识

青岛大疆守强

200 多年前，一些学者推测，在火星与木星的轨道之间可能存在未知行星，组织搜寻，结果却是越来越多地发现了独立绕太阳公转的小天体，通称之为“太阳系小天体”，而除了那些可以观测到彗星朦胧特征的小天体用彗星命名外，其他小天体都赋予了小行星的命名和编号。

观测研究表明，这些小天体的演化程度小，是太阳系的考古遗存——“原行星或行星胎”，由于行星就是由早先的原行星聚集形成的，因此这些遗存可以为探索行星的起源及早期演化提供宝贵信息，而人们更关注小天体撞击地球的潜在危险。

自航天时代以来，这些小天体就成为当代最活跃的探测对象，惊奇的新发现和研究成果纷至沓来。这些成果经新闻媒体的热播，不仅让公众愉悦赏识，而且激励了青少年参与天文观测或研究的志趣。

1976 年3 月8 日的吉林“陨石雨事件”轰动世界，天外来客——陨石大多来自小行星。而小行星的起源是戴文赛教授拟定的研究选题。戴教授是我国现代天文教育和研究的奠基者，虽然在“文革”受到批斗，但他一重新回归工作岗位就力挽耽误多年的天文事业，组织学术研讨班，策划我国的天文学科新教材的编撰，以身作则开拓太阳系起源研究，他的创业精神和高尚品德感染了同行，进而带动了我国天文事业的崛起。

▲戴文赛教授（1911-1979）

由于戴教授平时工作繁忙和年老多病，就让我做他的助手。本人才疏学浅，既为此高兴，又有所畏难。他亲切地教诲我要树立雄心和信心，给予具体引导和安排。经大量调研，他对太阳系起源有了新看法，开始有了突破性成果。当时，众多学者对小行星起源的看法不一，缺乏论证。而戴教授认为，小行星是行星形成过程遗留的半成品，并予以理论定量计算论证。由于当时没有计算机，我们只能利用复杂的函数表来手工计算，并将其结果准确计算到五位数，而戴教授却更准确计算到七位数（仅算稿就有几大本），终于得到了满意结果。而当发现冥王星的卫星消息传出后，他即拟出提纲，否定了当时流行的冥王星是来自海王星卫星的概念，而提出了冥王星与天王星及其卫星一样是独立形成的独特看法，并做出理论计算论证。正当研究工作深入时，戴教授不幸被确诊为癌症晚期，在他住院治疗期间，仍筹划我国的天文发展计划，审定遗著《太阳系演化学（上册）》，接待美国天文学家的来访。就是在他去世的前三天，他还指导《中国大百科：天文卷》编审工作。

戴老去世后，时过境迁，课题无着落，我仅能勉强坚持续写和出版了《太阳系演化学（下册）》和开设选修课。尤其是我无岗退休，难于实现他的承前启后深入研究的嘱托。但深受戴教授生命不息、耕耘不止精神的感染，我仍继续查阅文献，吸取研究新成果，“与时俱进”地撰写了《行星科学》、《新编太阳系演化学》专著和《婵娟之谜——月球的起源和演化》、《星空的流浪者——彗星》等科普书，为推动我国相关研究和天文普及略尽微薄之力，聊以告慰戴老在天之灵。



▲笔者主要著作书影

我国小行星泰斗是已故的张钰哲院士，他是发现小行星的第一位中国人，其发现的小行星被命名为中华星。他带领了新中国小行星观测研究进入世界前沿。



▲张钰哲院士

近些年来，他的后继者建立了先进的近地天体望远镜新基地；成立了更多开展小行星工作的天文台站而且相关人员也在增多。嫦娥二号探月卫星完成探月任务后，于2012 年12 月15 日成功地近距飞越4179 号小行星图塔蒂斯（Toutatis），拍摄到它的高清晰图像。越来越多的天文爱好者，尤其是青少年参加搜寻并发现很多颗小行星。因此，更多小行星获得了以中国科学家、名人和地区等命名。

虽然我现已年迈体衰，难以直接参加小行星观测研究，但仍有促进此领域更兴盛的夙愿。现今有关小行星文献繁多，良莠不一，颇难查阅。我根据多年的调研体会，编写了这本天文科普书《太阳系考古遗存：小行星》（胡中为，赵海斌编著. 北京：科学出版社，2017.4），希望读者能更多地了解小行星知识，同时也希望更多感兴趣的年轻人投入此领域。

本书分为十二讲，前三讲概述小行星的发现和研究意义、小行星的观测、飞船探测；第四到八讲阐述主带小行星的轨道、小行星的性质与类型、小行星的卫星、几颗著名小行星、近地小行星及其撞击地球的影响；第九讲介绍柯伊伯带与弥散盘；第十到十二讲介绍太阳系起源、主带小行星的形成演化、柯伊伯带和弥散盘的形成演化。全书力求文字通俗简练，图文并茂。



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目 录

前言

一、小行星的发现和观测研究意义

1. 小行星的发现

2. 小行星的命名和编号

3. 太阳系成员的分类

4. 观测研究小行星的意义

5. 我国的小行星工作

二、小行星的观测

1. 小行星的轨道根数

2. 小行星的轨道变化

3. 小行星的亮度观测

4. 小行星的自转和形状

5. 小行星掩星的观测

三、小行星的飞船探测

1. 小行星的先期飞船顺访

2. 小行星的专门飞船探测

3. 黎明号飞船探访灶神星和谷神星

4. 新视野飞船探测冥王星及柯伊伯带

5. 嫦娥卫星拜访小行星

6. 探测器OSIRIS-REx 探测近地小行星贝努

四、主带小行星的轨道

1. 轨道分布与小行星群

2. 小行星族

3. 特洛伊小行星

4. 人马怪天体

五、主带小行星的性质与类型

1. 小行星的大小和形状

2. 小行星的质量和平均密度

3. 主带小行星的分类

六、小行星的卫星

1. 小行星卫星的发现

2. 小行星的卫星系

七、几颗著名的小行星

1. 灶神星和谷神星

2. 爱神星、玛蒂尔德、加斯普拉、艾达及其卫星

3. 小行星系川和飞船顺访的其他小行星

4. 婚神星和智神星

八、近地小行星及其撞击地球的影响

1. 近地小行星的发现和分型

2. 近地小行星的陨击危害分析

3. 防御陨击危险的对策

九、柯伊伯带与弥散盘

1. 柯伊伯带

2. 弥散盘

3. 冥王星

4. 冥王星的卫星

5. 阋神星、鸟神星和妊神星

十、太阳系的起源与行星的形成

1. 太阳系起源现代星云说概述

2. 行星形成的标准模型

3. 行星形成的数值模拟

十一、主带小行星的形成演化

1. 小行星起源研究的历史回顾

2. 我们的小行星起源研究

3. 小行星起源的数值模拟

十二、柯伊伯带和弥散盘的形成

1. 冥王星及其卫星的起源

2. 人马怪天体和彗星的起源演化

参考文献

彩图

本书的出版得到南京大学天文与空间科学学院“国家基础科学人才培养基金——南京大学天文学基地创新型人才培养”项目（项目批准号：J1210039）和“江苏高校品牌专业建设工程项目——天文学”（项目批准号：PPZY2015B114）的资助，甚为感谢！也感谢小行星基金会同仁的关心和帮助，感谢科学出版社编辑的辛苦编审。欢迎广大读者对本书中的缺点和错误批评指正。

胡中为

2016 年10 月



本文为《太阳系考古遗存：小行星》（胡中为，赵海斌编著. 责任编辑：胡凯 许蕾.北京：科学出版社，2017.4）一书“前言”，标题为编者所加。



ISBN 978-7-03- 052470-6

小行星是绕太阳公转的小天体。它们是形成行星的半成品，演化程度小，成为太阳系考古遗存。尤其，近地小行星还有撞击地球的潜在危害。航天时代以来，小行星成为当代最活跃的探测对象，惊奇成果纷至沓来，激励青少年的参与志趣。《太阳系考古遗存：小行星》共十二讲，通俗地阐述了小行星的发现和观测研究意义、轨道与物理性质的观测和飞船探测；主带小行星的轨道、性质与类型、卫星、几颗著名小行星、近地小行星及其撞击地球的影响；外区的柯伊伯带与弥散盘、矮行星；太阳系的起源、小行星起源演化。本书图文并茂，与时俱进地普及小行星的新知识，是观测研究新友的入门书，也可作为天文教师、辅导员和科普的重要参考书。

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（本文编辑：刘四旦）

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