NASA的DART撞击试验永久改变了小行星卫星的形状和轨道

NASA 的 DART 任务扰乱了小行星卫星 Dimorphos，重塑了它的轨迹和形态，揭示了对小行星行为的新认识，并为未来的小行星偏转战略提供了关键数据。资料来源：美国国家航空航天局

马里兰大学天文学教授、DART调查工作组负责人Derek Richardson说：“在很大程度上，我们最初对DART将如何改变Didymos及其月球在太空中的运动方式的撞击前预测是正确的，但有一些意想不到的发现，有助于更好地了解小行星和其他小天体是如何随着时间的推移形成和演化的。”

由理查德森领导的一个团队于2024年8月23日在《行星科学杂志》上发表的这篇论文详细介绍了撞击后的观测结果，并描述了对未来小行星研究的可能影响。

最大的惊喜之一是DART的影响在多大程度上改变了Dimorphos的形状。理查森表示，这颗小行星卫星最初是扁圆形的（形状像汉堡包），但在DART航天器与其相撞后，它变得更加细长（像足球一样伸展）。

理查森解释说：“我们原本预计Dimorphos在撞击前是长形的，因为我们通常认为月球的中心体会逐渐积累像Didymos这样的主要天体上脱落的物质。它自然会形成一个细长的天体，其长轴总是指向主体。但这一结果与这一观点相矛盾，表明这里有更复杂的东西在起作用。此外，撞击引起的Dimorphos形状的变化可能改变了它与Didymos的相互作用方式。”

理查森指出，尽管DART只撞击月球，但月球和主体是通过引力连接的。航天器撞击时散落的碎片也在月球与其小行星之间的扰动平衡中发挥了作用，缩短了Dimorphos围绕Didymos的轨道。有趣的是，Didymos的形状保持不变——这一发现表明，这颗较大的小行星的身体足够坚固和坚硬，即使在失去质量形成月球后也能保持其形状。

理查森表示，Dimorphos的变化对未来的探索工作具有重要影响，包括欧洲航天局定于2024年10月对Didymos系统的后续任务。

理查森解释说：“最初，Dimorphos可能处于非常放松的状态，一侧指向主体Didymos，就像地球的月亮总是有一张脸指向我们的星球一样。现在，它失去了对齐，这意味着它可能会在方向上来回摆动。变形虫也可能‘翻滚’，这意味著我们可能导致它混乱和不可预测地旋转。”

该团队现在正在等待被弹出的碎片何时从系统中清除，Dimorphos是否仍在太空中翻滚，以及它最终何时会恢复之前的稳定性。

他说：“我们现在最大的问题之一是，Dimorphos是否足够稳定，可以让航天器着陆并在其上安装更多的研究设备。可能需要一百年的时间才能看到系统发生明显变化，但撞击后才几年。了解到迪莫福斯需要多长时间才能恢复稳定，告诉我们关于其内部结构的重要信息，这反过来又为未来偏转危险小行星的尝试提供了信息。”

理查德森和他的团队希望赫拉能提供更多关于DART影响的信息。到2026年底，赫拉将抵达包含Dimorphos和Didymos的双星系统，首次评估这两颗小行星的内部性质，对DART任务及其对未来的影响进行更详细的分析。

理查德森说：“DART让我们深入了解了复杂的引力物理学，这是你在实验室里无法做到的，所有这些研究都有助于我们在实际威胁的情况下校准我们保卫地球的努力。小行星或彗星接近并危及地球的可能性为零。现在，我们对这些外部威胁有了额外的防御。”