撞上小行星会产生混乱的太空巨石

这些图像显示了受影响的近地小行星周围的喷出物，是在DART的伴星LICIACube接近（Didymos在左上角）和离开（Didymos在右上角）期间拍摄的，该航天器在撞击后几分钟飞过并拍摄了后果。喷出物场由一个不对称的尘埃锥体组成，其中有飘带和细丝，以及沿首选方向喷出的100多米大小的巨石。鸣谢：美国国家航空航天局DART团队和LICIACube。

（蜘蛛网eeook.com）据《大众科学》（劳拉·贝萨斯）：自从美国国家航空航天局证明它可以成功偏转小行星以来的近三年里，我们对这些太空岩石了解了很多。2022年9月，一艘宇宙飞船撞上小行星卫星Dimorphos，彻底改变了太空岩石的轨道。然而，这项突破性的测试也表明，撞上小行星会引发一连串的巨石。由此产生的岩石块所携带的动量是撞击Dimorphos的航天器的三倍多。本月发表在《行星科学杂志》上的一项研究表明，喷出的巨石在意想不到的方向上产生了力，这可能会使其他偏转小行星的尝试变得复杂。

该研究的合著者、马里兰大学天文学家托尼·法纳姆在一份声明中说：“我们成功地偏转了一颗小行星，使其偏离了轨道。”。“我们的研究表明，虽然DART航天器的直接撞击导致了这一变化，但喷出的巨石产生了几乎同样大的额外冲击。这一额外因素改变了我们在规划此类任务时需要考虑的物理因素。”

该团队使用了意大利小型航天器LICIACube拍摄的图像，该航天器观察了DART的后果。他们追踪了104块半径在0.2至3.6米（约半英尺至11英尺）之间的巨石，这些巨石以每秒52米（每小时116英里）的速度从Dimorphos发射到太空中。利用这些图像，天文学家确定了喷出岩石的三维位置和速度。 

法纳姆说：“我们看到这些巨石并不是随机散布在太空中的。”。“相反，它们被聚集在两个截然不同的群体中，其他地方没有材料，这意味着这里有未知的东西在起作用。”

他们研究的最大碎片群包含了研究中测量的大约70%的物体。它以高速和浅角度被弹射到小行星以南。作者认为，这些喷出的巨石可能来自特定的来源。一个来源可能是Dimorphos上较大的巨石，在汽车大小的航天器主体撞击其表面前的几秒钟内，这些巨石被DART的太阳能电池板粉碎。 

“DART的太阳能电池板可能撞上了小行星上的两块大石头，分别是阿塔巴克和博德兰，”该研究的合著者、天文学家杰西卡·阳光补充道。“有证据表明，南部喷出的物质团可能是由3.3米长的雷迪乌斯巨石阿塔巴克的碎片组成的。”

阳光曾担任美国国家航空航天局深度撞击任务的副首席研究员，探测P/Tempel 1彗星表面。她将DART的结果与Deep Impact的结果进行了比较，指出太空岩石的表面特征和目标成分从根本上决定了撞击结果。 

Sunshine解释说：“深度撞击撞击的表面基本上是非常小、均匀的颗粒，所以它的喷出物相对光滑和连续。”。“在这里，我们看到DART撞击了一个岩石表面，上面满是大块岩石，导致其喷出物模式中出现混乱和丝状结构。将这两个任务并排比较，可以让我们了解不同类型的天体对撞击的反应，这对确保行星防御任务的成功至关重要。”

此外，DART撞击喷出的巨石产生的动量大多垂直于航天器的轨道。这表明它可能使Dimorphos的轨道平面倾斜了一度，这可能会使它坠入太空。了解这些巨石碎片的影响将是欧洲航天局赫拉任务的关键，该任务将于2026年抵达Didymos Dimorphos系统。

Farnham说：“从LICIACube收集的数据为撞击事件提供了更多的视角，特别是因为DART最初的设计完全依赖于基于地球的观测。”。“赫拉也将这样做，根据我们使用DART收集的数据所做的预测，为我们提供另一个直接的影响后果视图。”

Farnham指出，LICIACube的这些视角和特写图像为DART团队提供了从地球上无法探测到的关键信息。这包括小行星巨石本身的数据。这项新研究表明，在规划未来的小行星偏转任务时，考虑所有这些变量非常重要。

阳光补充道：“如果一颗小行星向我们坠落，我们知道我们必须将其移动一定量以防止它撞击地球，那么所有这些微妙之处都变得非常非常重要。”。“你可以把它想象成一场宇宙台球游戏。如果我们不考虑所有的变量，我们可能会失去口袋。”