NASA 的小行星撞击 DART 任务彻底改变了目标的形状

NASA 的 DART 航天器在 2022 年 9 月猛烈撞击小行星 Dimorphos 后似乎已经完全重塑了它

科学家发现，美国宇航局双小行星重定向测试（DART）的目标小行星可能已因撞击而重塑。对碰撞后果的一项新调查显示，这颗小行星是双星小行星系统中较小的组成部分，具有松散的“碎石堆”成分。

DART 于 2022 年 9 月 26 日撞上了小卫星 Dimorphos，该卫星绕着较大的太空岩石 Didymos 运行。这次宇宙攻击的目的是看看动力撞击是否可以改变小行星围绕较大天体的轨道，并验证这种方法是否可以有一天，如果太空岩石的路径落在与地球相撞的路线上，它就会被用来分流。

撞击六个月后，NASA 确认任务取得了成功，Dimorphos 绕其较大的小行星轨道运行的时间缩短了 33 分钟。撞击后，Dimorphos 围绕 Didymos 运行一圈大约需要 11 小时 23 分钟。现在，新的研究表明，这种影响也可能对 Dimorphos 的形状产生重大影响。

由伯尔尼大学科学家 Sabina Raducan 领导的团队使用最先进的计算机模型首先确定 Dimorphos 是一颗松散的碎石堆小行星。这也意味着这颗小行星可能是由其较大的小行星伙伴狄迪莫斯（Didymos）喷射出的物质形成的。

与撞击观测结果最接近的模拟表明，Dimorphos 的内聚力很弱，并且其表面缺乏大的巨石。

“在 DART 到达 Dimorphos 之前，我们不知道会发生什么。由于该系统距离地球太远，Dimorphos 没有得到正确解析。因此，我们可能遇到过任何来自整体的物体——本质上是一块大小相同的巨石。迪莫弗斯——到了无粘性的瓦砾堆或介于两者之间的任何东西，”拉杜坎告诉《生活科学》的姊妹网站 Space.com。 “因此，虽然影响结果让大多数人感到惊讶，但这是预测的情况之一。”

Raducan 补充道，虽然准备工作意味着 Dimorphos 的瓦砾堆性质并不令人意外，但 DART 透露的其他事情确实让团队措手不及。

拉杜坎说：“Dimorphos 的成分与小行星 Ryugu 和 Bennu 非常不同，但它们对撞击的反应似乎非常相似，这令人惊讶。” “对于所有这些小行星来说，陨石坑都是在低重力、低内聚力的情况下发生的，陨石坑的大小比射弹大很多倍。

另外，根据该团队的计算，DART 碰撞似乎不仅创造了一个撞击坑，而且完全重塑了 Dimorphos。这将通过称为全局变形的过程发生。反过来，重塑似乎导致小卫星的外部被其内部的材料重新覆盖。

该团队的模拟显示，由于 DART 撞击，Dimorphos 的 0.5% 到 1% 的质量被喷射出来，而 8% 的质量被重新分配，导致小行星发生显着的重塑和表面重塑。拉杜坎补充说，这些发现表明，小型小行星的结构完整性和对撞击的反应可能受到其内部成分和组成材料的分布的深刻影响。

该团队的研究结果可以帮助科学家更好地了解 Dimorphos 和 Didymos 小行星系统，并剖析太阳系中其他双星小行星的动力学。

拉杜坎说：“这项研究中得出的 Dimorphos 的材料特性和结构表明，这颗小卫星可能是通过 Didymos 的旋转质量脱落和重新积累而形成的。” “这些发现提供了有关太阳系中类似双星系统的普遍性和特征的线索，有助于我们更广泛地了解它们的形成历史和演化。”

DART 的主要目的是测试行星防御方法，拉杜坎表示，该任务在这方面确实取得了成果。她解释说，这些结果将为未来小行星探索任务的发展提供信息，并将对小行星碰撞缓解策略产生影响，指导未来行星防御计划的设计。

拉杜坎说：“对行星防御的影响是，像 Dimorphos 这样的小型碎石小行星能够非常有效地偏转，而动能撞击器技术将是一种合适的偏转机制。” “然而，在尝试偏转之前，可能需要执行侦察任务以准确评估小行星的特性。”

研究人员现在计划将模拟结果与即将到来的欧洲航天局 (ESA) Dimorphos 访问任务 Hera 收集的数据进行比较，以验证和完善他们的模型。

拉杜坎总结道：“赫拉任务的发现将有助于验证我们的模型，并将动力撞击器转变为可靠的小行星偏转机制。” “我们还计划将我们的分析扩展到更广泛的小行星类型和/或形状，例如露西任务最近拍摄的丁基内什小行星。

“这些研究将增强我们对行星防御预测的稳健性，并有助于更全面地了解小行星的力学和成分。”

该团队的研究成果于周一（2 月 26 日）发表在《自然天文学》杂志上。

最初发布于Space.com。