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小行星热物理是近年来小行星研究领域的一个重要环节,随着空间和地面望远镜观测技术的进步,大量小行星的红外数据被观测到,使得该领域的研究取得了长足发展。小行星发出的热辐射取决于小行星的尺寸、形状、反照率、热惯量、粗糙度等热物理参数。在太阳系中不同光谱类型（如S型、V型等）、不同区域（如主带、近地等）的小行星这些参数有较大的差别。通过建立热物理模型计算理论辐射通量并结合相应的红外观测数据进行比对,可获得这些热物理参数的大小。研究小行星热物理特性的科学意义是多方面的,比如能够帮助我们计算小行星的 Yarkovsky 效应和 YORP（Yarkovsky-O’ Keefe-Radzievskii-PaddackorYORPeffect）效应,并预测其轨道和自转状态的变化,另外还能对小行星表面的表壤颗粒尺寸进行估算,从而能更好地对小行星表面的物质成分特征进行研究。另一方面,研究小行星族群的热物理特性,可进一步为研究小行星、小行星族群、小行星带乃至太阳系的形成和演化机制提供重要科学依据。本文主要从小行星族群的角度出发,借助先进热物理模型（Advanced Thermophysical Model,ATPM）结合相应的中红外观测计算了 10颗Vesta族群小行星、近地小行星（341843）2008 EV5、Nysa-Polana族群小行星（135）Hertha、近地小行星（3200）Phaethon、Pallas族群小行星（531）Zerlina、及3颗Themis族群小行星的热物理参数,揭示了不同种类、不同族群的小行星之间热物理参数的差异和造成这些差异的原因,以及相同族群中的小行星热物理参数的相似性,并且从这些差异和相似性中对近地小行星和族群之间的联系以及轨道演化过程进行了讨论。Vesta族群是小行星带中数目最多的族群之一,该族群是小行星（4）Vesta经历碰撞后产生的碎片形成,同时Vesta族群也是HED（Howardite-Eucrite-Diogenite meteorites）陨石的发源地。研究表明该组群存在的年龄超过10亿年,为科学家们研究小行星带和早期太阳系形成与演化过程提供了重要线索。本文从热物理特性的角度对该族群中的10颗小行星进行了研究,得到这10颗Vesta族群小行星的平均热惯量为42 Jm-2s-1/2K-1,平均几何反照率大小0.328,与之对应的表面粗糙度普遍较低。此外,我们还对这些热物理参数的结果进行了统计分析,研究了小行星热惯量和有效直径之间的变化关系,对已有的主带区域小行星几何反照率进行统计后,发现Vesta族群小行星的几何反照率普遍偏大,并研究了这些小行星随热惯量随自转周期的变化情况,由于样本数目较少,结果中并未发现二者之间有明显的相关关系,基于我们得到的热物理参数,估算了这十颗小行星的表壤粒径尺寸范围在0.006～1.673 mm之间。小行星（341843）2008 EV5是一颗Aten型近地小行星,光谱类型为C型,具有潜在撞击地球的危险,该小行星曾是欧空局（ESA）的小行星探测任务Marco-Polo-R的基准探测目标,虽然最终航天器并没有飞往该小行星,但对其物理特性、起源演化等的研究仍有较高的科学价值。2010年空间红外望远镜WISE对其做了大量的观测,为研究其热物理特性提供了关键数据。在第五章中我们借助ATPM和WISE红外观测得到2008 EV5的热惯量Γ=110-10+30 Jm-2s-1/2K-1,几何反照率pv=0.095-0.003+0.016,有效直径Deff=431-33+6m。由于其热惯量相对大多数近地小行星较小,我们推测其可能来自主带区域,并对其1000条克隆轨道进行了逆向积分1 Myr,发现其来自主带区域的概率为6.1%,同时估算了表壤粒径尺寸估算为0.58～1.3 mm。最后,研究并讨论了该小行星表面水冰存在的可能性。研究表明,2008 EV5有可能来自于Nysa-Polana族群,我们对这个族群中的小行星（135）Hertha的热参数进行了计算,得到该小行星的热惯量大小30-21+35 Jm-2s-1/2K-1,pv=0.135-0.034+0.0182,几何反照率大小pv=0.135-0.034+0.018,有效直径为Deff=82.863-5.027+12.937。小行星（3200）Phaethon是近年来较为热门的研究目标,该小行星是日本航空航天局探测器DESTINY+的探测目标,其特殊的轨道形状（大偏心率、小近日点距离）导致在一个轨道周期内温度的变化幅度较大,使之具有特殊的物理特性,该小行星也是双子座流星雨的起源。研究表明Phaethon起源于主带区域中的Pallas族群,该族群是小行星带中B-type小行星的重要来源,其成员数目不多,但目前大部分的具有活动性的小行星均与Pallas族群相关。在第六章中我们将（3200）Phaethon和Pallas族群小行星（531）Zerlina的热物理参数结合起来进行研究,通过将理论辐射流量与观测值进行拟合,我们得到Phaethon和Zerlina的热惯量分别为:ΓPhaethon=550-290+920 Jm-2s-1/2K-1,ΓZerlina=0-0+34 Jm-2s-1/2K-1,几何反照率分别为:pv,Zerlina=0.1435-0.0325+0.0420,pv,Phaethon=0.1253-0.0020+0.0034,热参数上的差异可能是由于Phaethon较强的活动性,当Phaethon的轨道演化至当前位置时,其较高的近日点温度会使表面的物质发生变化,同时观测也表明Phaethon有质量流失现象,使得Phaethon与Pallas族群小行星相比,其表面特性发生改变,从而热物理参数也随之改变。Themis族群也是小行星带中重要的族群之一,以小行星（24）Themis命名,分布在小行星带的外部区域。在该族群中,大部分小行星均为B-type和C-type小行星,这些小行星物质成分比较原始,且成员中大部分可能都有水冰的存在,对其成员小行星的热物理特性进行研究可为我们提供该族群母体小行星的内部信息,从而为我们提供了研究大型B-type和C-type小行星的有效途径。在第七章中,我们借助WISE红外观测和ATPM对该族群中三颗体积较大的小行星（62）Erato、（171）Ophelia和（222）Lucia的热物理参数进行了计算,发现三者之间的热参数大小非常接近,从另一个角度证明了这三颗小行星有可能是来自于同一小母体。小行星族群是研究太阳系早期演化的重要对象,在使用热物理模型计算小行星族群热参数的过程中,我们提出了新的计算太阳反射光的方法,首次研究了Vesta族群小行星的热惯量分布,以及族群内小行星其他热物理参数的分布情况,并且研究了部分近地小行星（如2008 EV5,Phaethon）与主带族群小行星之间在热物理参数方面的联系。该工作可从热物理参数的角度对小行星族群分类方法进行完善和改进,同时,对近地小行星热物理参数的研究结果将为我国小行星深空探测任务的探测目标特性提供重要帮助。