在太陽系中，小行星作為46億年前太陽系形成初期的“活化石”，一直吸引著天文學(xué)家的目光。科學(xué)家們通過分析小行星反射太陽光的能量強(qiáng)度與波長關(guān)系，將其劃分為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，主要分布在主小行星帶內(nèi)側(cè)，其礦物組成以橄欖石、輝石等硅酸鹽礦物為主，與地球上的普通球粒隕石成分相似。

長期以來，科學(xué)家們通過將小行星光譜與地球隕石實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，來推斷其礦物組成。然而，太空觀測環(huán)境與實(shí)驗(yàn)室條件存在顯著差異，例如光照角度、表面顆粒大小等因素都會影響光譜特征，導(dǎo)致比對工作面臨諸多挑戰(zhàn)。針對這一問題，中國科學(xué)院上海天文臺牽頭的國際研究團(tuán)隊(duì)開展了系統(tǒng)性實(shí)驗(yàn)分析，為破解這一難題提供了新思路。

研究團(tuán)隊(duì)選取了多種普通球粒隕石樣品，深入探究了S類小行星在可見光/近紅外波段的光譜響應(yīng)機(jī)制。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，高相位角觀測條件（即觀測者與太陽、小行星的夾角較大）和細(xì)顆粒表面物質(zhì)會顯著增加光譜斜率，這種變化與太空風(fēng)化作用產(chǎn)生的效果類似。這意味著，小行星的表面狀態(tài)和觀測角度會“扭曲”其光譜特征，科學(xué)家必須對這些因素進(jìn)行校正，才能準(zhǔn)確解讀其成分。

研究還揭示了熱變質(zhì)與沖擊變質(zhì)對光譜特征的“此消彼長”影響：熱變質(zhì)作用越強(qiáng)，小行星光譜的吸收特征越明顯；而沖擊變質(zhì)程度越高，吸收特征則越弱。這一發(fā)現(xiàn)為科學(xué)家追溯小行星的熱演化歷史提供了重要線索。同時(shí)，研究澄清了學(xué)界長期存在的一個(gè)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(jì)。

基于上述成果，研究團(tuán)隊(duì)對多個(gè)小行星探測任務(wù)的目標(biāo)天體進(jìn)行了光譜分析。結(jié)果顯示，美國NASA OSIRIS-APEX任務(wù)的目標(biāo)——99942 Apophis，以及中國天問二號任務(wù)的目標(biāo)——469219 Kamo‘oalewa，均屬于與LL型普通球粒隕石成分相似的S類近地小行星；而嫦娥二號任務(wù)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(yàn)證了光譜分析方法的可靠性，也為中國未來小行星采樣返回任務(wù)提供了重要的科學(xué)依據(jù)。

該研究通過實(shí)驗(yàn)與觀測數(shù)據(jù)的結(jié)合，深化了學(xué)界對S類小行星表面物質(zhì)組成的認(rèn)識，推動了小行星成分遙感技術(shù)的發(fā)展，為中國小行星探測任務(wù)提供了關(guān)鍵科學(xué)支撐。