在太陽系中，小行星保存著46億年前太陽系形成初期的原始信息。天文學家根據(jù)小行星反射太陽光的能量強度與波長的關系，將小行星劃分為S、C、X三大類。其中，S類小行星是近地小行星中最常見的類型，主要分布于主小行星帶內側，其主要成分為橄欖石、輝石等硅酸鹽礦物，與地球上常見的普通球粒隕石相似。通常，科學家需將小行星光譜與地球上隕石的實驗室數(shù)據(jù)進行比對，才能推測其礦物組成。然而，太空中的觀測條件與實驗室環(huán)境存在諸多差異，導致比對工作面臨諸多挑戰(zhàn)。

近日，中國科學院上海天文臺等國際研究團隊在小行星光譜研究領域取得進展。研究團隊通過一系列普通球粒隕石樣品的實驗分析，系統(tǒng)研究了S類小行星在可見光/近紅外波段的光譜響應機制。研究發(fā)現(xiàn)，高相位角觀測條件與細顆粒表面物質均會顯著增加光譜斜率，其效果類似于太空風化作用。換句話說，小行星的表面狀態(tài)和觀測角度會“扭曲”其光譜特征，需加以校正才能準確解讀其成分。

研究還揭示了熱變質與沖擊變質對光譜的“對抗性”影響，即熱變質作用越強，吸收特征越明顯；沖擊變質程度越高，吸收特征越弱。這一發(fā)現(xiàn)為科學家反推小行星熱演化歷史提供了新線索。同時，研究澄清了一個學界長期存在的疑問：盡管S類小行星表面含有少量鐵鎳金屬（通常低于10%），但這些金屬對光譜形態(tài)的影響幾乎可以忽略不計。

基于上述研究成果，研究團隊進一步分析了多個小行星探測任務的目標天體。結果表明，美國NASA OSIRIS-APEX任務的目標——99942 Apophis，以及中國天問二號任務的目標——469219 Kamo‘oalewa，均為與LL型普通球粒隕石成分相似的S類近地小行星；嫦娥二號任務飛越探測的4179 Toutatis，其成分更接近L型普通球粒隕石。這一系列比對不僅驗證了光譜分析方法的可靠性，也為我國未來小行星采樣返回任務提供了重要的科學依據(jù)。

這項研究深化了學界對S類小行星表面物質組成的理解，推動了小行星成分遙感的發(fā)展，為中國小行星探測任務提供了關鍵科學支撐。

相關研究成果發(fā)表在《天體物理學報增刊》（Astrophysical Journal Supplement Series）上。研究工作得到國家自然科學基金、中國博士后科學基金等的支持。