小行星的周圍有什么？

小行星，指的是太陽(yáng)系中環(huán)繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的、體積和質(zhì)量遠(yuǎn)小于八大行星的天體，它們保留了太陽(yáng)系形成最初的物質(zhì)，可為我們研究太陽(yáng)系及生命起源提供線索。俗話說(shuō)：“出門看天氣。”你們知道小行星周圍的“天氣”是什么樣的嗎？人類的探測(cè)器飛向它的話，將面臨著什么？

轟擊小行星的太陽(yáng)風(fēng)

我們所知的太空并不是完全真空的，而是充滿各種高速的輻射粒子。這些粒子主要由“脾氣”不好的大火球——太陽(yáng)時(shí)不時(shí)噴射而出，被稱作太陽(yáng)風(fēng)，主要由帶正電的氫離子和帶負(fù)電的電子組成。

太陽(yáng)風(fēng)的速度極快，約為子彈速度的1000倍，在太陽(yáng)風(fēng)暴期間，其速度還會(huì)增加。這些高速粒子會(huì)對(duì)衛(wèi)星儀器、通信設(shè)備、人體健康等帶來(lái)危害。所幸地球擁有一個(gè)全球性的地磁場(chǎng)，它就像地球的保護(hù)傘，可以讓粒子在距離地球幾萬(wàn)公里外就發(fā)生偏轉(zhuǎn)。

然而，小行星就沒(méi)有這么幸運(yùn)了。絕大部分小行星既沒(méi)有強(qiáng)大的磁場(chǎng)，也沒(méi)有濃密大氣層的保護(hù)，導(dǎo)致太陽(yáng)風(fēng)粒子會(huì)直接轟擊，并在其表面進(jìn)行一系列復(fù)雜的活動(dòng)。

被太陽(yáng)風(fēng)改造的小行星表面

太陽(yáng)風(fēng)中主要離子成分——?dú)潆x子，可以打進(jìn)小行星表面幾十到幾百納米深，并被其表面吸收掉大部分；另外一部分太陽(yáng)風(fēng)粒子則會(huì)被小行星表面反射回去，這些粒子中既有中性原子，也有帶正電或負(fù)電的離子。

在轟擊作用下，小行星表面會(huì)釋放一些氣體分子，這些氣體分子與反射的太陽(yáng)風(fēng)粒子聚在一起，組成了小行星周圍稀薄的氣體外逸層。由于大部分太陽(yáng)風(fēng)都被向陽(yáng)面吸收，小行星的背陰面則會(huì)出現(xiàn)一個(gè)低密度、低壓強(qiáng)的空腔區(qū)域。

經(jīng)過(guò)幾十億年的持續(xù)轟擊，小行星表面塵埃的晶體結(jié)構(gòu)會(huì)被破壞，出現(xiàn)很多晶體缺陷。同時(shí)，其表面物質(zhì)的化學(xué)成分也會(huì)被太陽(yáng)風(fēng)改造。這就是它表面變粗糙、變暗的原因，我們將其稱作小行星表面太空風(fēng)化。

表面“帶電”？

在轟擊小行星表面的過(guò)程中，太陽(yáng)風(fēng)會(huì)將自身的電荷轉(zhuǎn)移給小行星；同時(shí)，小行星表面也在太陽(yáng)光照作用下發(fā)射光電子（光子與物質(zhì)發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)產(chǎn)生的自由電子），造成電荷損失。

這些電荷的轉(zhuǎn)移和損失過(guò)程使得小行星表面帶電，至于帶正電還是負(fù)電，則取決于哪種“充電”電流占主導(dǎo)。小行星的向陽(yáng)面以發(fā)射光電子電流為主，會(huì)剩下更多正電荷，帶正電，一般在正10伏特左右；而背陰面沒(méi)有太陽(yáng)光照，不會(huì)發(fā)射光電子，但會(huì)接收做熱運(yùn)動(dòng)（粒子永不停息地進(jìn)行無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，會(huì)受到溫度影響）的太陽(yáng)風(fēng)電子，帶負(fù)電，一般可達(dá)負(fù)幾十到上百伏特。

小行星的“小尾巴”

按是否有物質(zhì)噴發(fā)來(lái)劃分，可將小行星分為無(wú)大氣小行星和活動(dòng)小行星。

大部分小行星都是無(wú)大氣小行星，沒(méi)有物質(zhì)噴發(fā)，其周圍幾乎沒(méi)有中性大氣和塵埃，太陽(yáng)風(fēng)可以直接與其表面進(jìn)行相互作用。然而，近年來(lái)，人們?cè)谛⌒行菐е邪l(fā)現(xiàn)了一些具有與彗星類似的噴發(fā)活動(dòng)的小行星。

這種自身噴發(fā)的氣體或塵埃在太陽(yáng)光和太陽(yáng)風(fēng)的作用下，會(huì)朝著背離太陽(yáng)的方向運(yùn)動(dòng)，最終形成氣體或塵埃尾巴。人們將這種小行星定義為活動(dòng)小行星或主帶彗星。

一般而言，這種小行星的活動(dòng)可能與水有關(guān)，并且可能是早期地球上水的重要來(lái)源；同時(shí)，這些小行星上還可能存在早期的生命痕跡，可為探究太陽(yáng)系生命起源提供線索。

因此，主帶活動(dòng)小行星目前已成為國(guó)際上科學(xué)研究的熱點(diǎn)，中國(guó)計(jì)劃在2025年發(fā)射天問(wèn)二號(hào)，對(duì)近地小行星2016HO3進(jìn)行采樣返回、對(duì)主帶活動(dòng)小行星311P進(jìn)行繞飛探測(cè)。未來(lái)，我們有望獲得小行星尾巴的分布特征，并在太陽(yáng)系水和生命起源的研究方面取得重要突破。

小行星探測(cè)不僅是對(duì)宇宙奧秘的追尋，也是對(duì)地球未來(lái)的深思。小行星，這些宇宙中的“時(shí)間膠囊”，記錄著太陽(yáng)系誕生之初的信息。每一次接近，都是人類智慧與勇氣的體現(xiàn)。

（責(zé)任編輯 / 牛一名 美術(shù)編輯 / 周游）