小行星被DART撞擊后一個(gè)月的圖片。Didymos小行星位于圖片中央。圖片來源：新西蘭坎特伯雷大學(xué)約翰山天文臺(tái)

去年9月，美國(guó)宇航局（NASA）的“雙小行星重定向測(cè)試”（DART）探測(cè)器撞上了一顆小行星，在首次行星防御測(cè)試中故意改變了后者在太空中的軌跡?，F(xiàn)在，科學(xué)家已經(jīng)解構(gòu)了這次碰撞及其后果，并了解了這次宇宙撞擊到底有多成功。

3月1日，《自然》發(fā)表了5項(xiàng)研究，描述了DART撞擊的最后時(shí)刻及其如何影響小行星。這一結(jié)果表明，像這樣的DART探測(cè)器可能是保護(hù)地球免受小行星撞擊的可行方法。

北亞利桑那大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的研究發(fā)現(xiàn)，高爾夫球車大小的DART與金字塔大小的小行星Dimorphos相撞，導(dǎo)致后者圍繞另一顆小行星運(yùn)行的軌道縮小——現(xiàn)在運(yùn)行一周的時(shí)間比撞擊前快了33分鐘。這意味著，如果探測(cè)到一顆危險(xiǎn)的小行星正朝地球飛來，撞擊它可能會(huì)使其偏離地球。

約翰斯·霍普金斯大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的研究將探測(cè)器的軌道數(shù)據(jù)與小行星撞擊前的表面照片結(jié)合起來，發(fā)現(xiàn)當(dāng)DART以6公里/秒的速度沖向Dimorphos時(shí)，首先被擊中的是DART的一塊太陽能電池板，它撞上了一塊6.5米寬的巨石。幾微秒后，飛船主體與巨石旁邊的巖石表面相撞，價(jià)值3.3億美元的DART被撞得粉碎。

這次撞擊使43億公斤的Dimorphos噴射出至少100萬公斤的巖石。這些碎片形成了一條尾巴，在小行星后面延伸了數(shù)萬公里。在數(shù)周時(shí)間內(nèi)，各種望遠(yuǎn)鏡觀察到這條尾巴在太陽光線下的移動(dòng)和變化。其中，哈勃太空望遠(yuǎn)鏡甚至還發(fā)現(xiàn)了第二條尾巴，但在撞擊18天后就消失了。

Dimorphos寬151米，圍繞較大的小行星Didymos運(yùn)行。NASA的目標(biāo)是改變Dimorphos的軌道，使天文學(xué)家能夠通過用地面望遠(yuǎn)鏡監(jiān)測(cè)Dimorphos的亮度來發(fā)現(xiàn)其變化。無論現(xiàn)在還是將來，這兩顆小行星都不會(huì)對(duì)地球構(gòu)成威脅。

DART接近Dimorphos時(shí)拍攝的圖像顯示，這顆小行星看起來像一個(gè)被巨石覆蓋的雞蛋。它似乎是一堆松散的碎石，幾乎沒有靠引力結(jié)合在一起——當(dāng)DART擊中小行星時(shí)，它的表面會(huì)發(fā)生劇烈的破碎。

約翰斯·霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室行星科學(xué)家Carolyn Ernst指出，更多細(xì)節(jié)的發(fā)現(xiàn)有助于研究人員了解為什么這次撞擊能如此成功地使小行星發(fā)生偏移。

關(guān)于Dimorphos軌道變化的原因，其中一個(gè)說法是，DART擊中了距離小行星中心約25米的地方，使其沖擊力最大化。另一種說法是，撞擊小行星時(shí)有大量碎石飛出，由此產(chǎn)生的后坐力使小行星進(jìn)一步偏離了之前的軌道。約翰斯·霍普金斯大學(xué)的研究人員估計(jì)，這種碎石的噴射意味著Dimorphos增加的動(dòng)量幾乎是DART的4倍。

研究人員認(rèn)為，雖然NASA只在一顆小行星上演示了這項(xiàng)技術(shù)，但相關(guān)效果或可用于消除未來由小行星構(gòu)成的危險(xiǎn)。

研究人員正在繼續(xù)研究DART的數(shù)據(jù)，以了解更多關(guān)于Dimorphos和Didymos的物理、化學(xué)和地質(zhì)信息。他們?cè)谛⌒行潜蛔矒糁啊⑵陂g和之后用望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)了這些小行星，并發(fā)現(xiàn)在DART撞擊后，小行星似乎突然變得更紅。

NASA紅外望遠(yuǎn)鏡還發(fā)現(xiàn)小行星隨后開始變藍(lán)。北亞利桑那大學(xué)行星科學(xué)家Cristina Thomas解釋說，撞擊穿透了小行星風(fēng)化的內(nèi)部，暴露了部分內(nèi)部結(jié)構(gòu)，使小行星在撞擊后幾個(gè)小時(shí)內(nèi)呈現(xiàn)藍(lán)色。

據(jù)悉，科學(xué)家將在2026年底近距離觀察這次撞擊的后果，屆時(shí)歐洲空間局的赫拉飛船將抵達(dá)Dimorphos。研究人員很想知道DART撞擊留下了什么樣的隕石坑。與此同時(shí)，詳細(xì)的科學(xué)觀測(cè)將持續(xù)數(shù)周，直到Didymos和Dimorphos遠(yuǎn)離地球，無法被望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)到。（原標(biāo)題《《自然》連發(fā)5篇論文 飛船撞擊：小行星“掉肉”100萬公斤》）

相關(guān)論文信息：

https://doi.org/10.1038/s41586-023-05805-2

https://doi.org/10.1038/s41586-023-05810-5

https://doi.org/10.1038/s41586-023-05811-4

https://doi.org/10.1038/s41586-023-05878-z

https://doi.org/10.1038/s41586-023-05852-9