近些年来，小天体（小行星、彗星等）已成为人类深空探求的热点。一方面，小天体保留了太阳系产生之初物质，可为研究太阳系和生命的起源提供线索。另一方面，近地小天感受对月球安全带来恐吓，因此人们须要详查它的空间分布和轨道特点。我国天问二号任务将对近地小天体进行取样返回、对主带慧星311P进行绕飞研究，获取了它们的轨道参数、表面物质组分、磁化硬度、内部结构以及周围空间环境特点等，为探究小天体产生演变和表面物质迁移过程提供了数据资料。因为观测数据短缺，目前人们对小天体周围的空间环境知之甚多，这将对近距离侦测小天体非常是进行取样操作带来安全隐患。对于近地小天体而言，其表面将在太阳光照和太阳风轰击作用下带电。因为规格小，表面可能会带较强电场，将给表面取样带来放电风险。同时，代表的是一类无大气天体，与太阳风互相作用并在背阳面产生尾迹结构。类似的尾迹也存在于地球上，但规格比地球小3个量级以上，其尾迹可能有不同于地球尾迹的新特点。
中国科大学国家空间科学中心太阳活动与空间天气重点实验室副研究员谢良海构建了太阳风与小行星互相作用的三维PIC模型，用于定量剖析周围电场和等离子体特点。研究发觉，小行星表面电势最高出现在日下点附近，可达+12V，背阳面最低电势约为-35V，对应的向阳面电场约为+2V/m，背阳面电势约为-5V/m。最大电场出现在晨昏线附近，可小于10V/m。据悉，研究剖析不同自转状态下的情况（-3）发觉，当长轴和太阳风垂直时（Case1）形成的电势大小及空间范围最大，其晨昏线附近电场可达20V/m。
该研究对不同太阳风条件下的带电特点进行研究发觉天体物理杂志，太阳风速率会导致向阳面电势降低，太阳风气温会导致背阳面电势降低。据悉，在向阳面光电离作用占主导，在近表面附近会产生光电子鞘层，电子密度最高可达107.5m-3。在背阳面，因为太阳风离子被小行星抵挡和吸收，产生一个低密度空腔，密度可高于1m-3。周围太阳风离子会企图填充密度空腔，带来往里传播的压缩波和往外传播的稀疏波，最终在太阳风对流作用下，产生锥形的尾迹结构。关于地球上的类似尾迹结构已有研究，并已构建自相像等离子体扩散理论（self-）。该理论主要考虑热运动和双极扩散电场对离子填充的作用，得到的锥角大小取决于离子波速和太阳风速率的比值。该理论就能较好地解释观测到的地球尾迹结构，并已大量用于研究其他无大气天体的尾迹结构。但是，该研究发觉模拟得到的尾迹锥角大小整体比理论模型值大（图2），非常是除离子波速和太阳风速率，锥角都会随太阳风密度变化。基于此，该研究提出不仅热运动和双极扩散，背阳面的表面负电也会加速太阳风离子向密度空腔的填充天体物理杂志，并带来较快的填充速率以及较大的尾迹锥角。在地球上因为表面等离子鞘比尾迹规格小，其表面电场的作用不显著。而对于而言，其表面等离子鞘的长度与尾迹纵向尺度相当，因而表面电场的作用显得更重要。
该研究定量给出了小行星周围的电场和等离子体密度分布，为我国天问二号任务小行星取样过程表面电位差控制以及空间环境侦测方案的制订提供了根据。据悉，该研究发觉了新的尾迹产生理论，提高了人们对太阳风与小天体互相作用的认知。上述成果对探究其他无大气天体的空间环境具有重要参考意义。相关研究成果发表在《天体化学刊物》（The）上。
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图1. 小行星周围电势和电场分布
图2.不同太阳风条件下的尾迹结构，图中红色数字是模拟得到的锥角大小，绿色数字是理论模型给出的锥角大小