小行星撞击意外变形，NASA行星防御面临新挑战

NASA撞击小行星的实验取得成功，但研究发现小行星变形超出预期，为未来行星防御带来新挑战。

2022年，NASA(美国航天局)耗资3.25亿美金的DART探测器以每小时14,000英里的速度撞击了名为“Dimorphos”的小行星，地球上传来欢呼和掌声。

这次任务旨在改变Dimorphos围绕更大小行星Didymos的轨道，相当于为未来可能撞击地球的致命太空岩石进行彩排。

最初，任务被认为取得了巨大成功：小行星轨道缩短了33分钟，远超最低阈值73秒。

然而，研究人员当时并未意识到Dimorphos对撞击的奇特反应。一项发表于《自然天文学》杂志的新研究表明，DART撞击威力巨大，改变了Dimorphos的形状。

模拟表明，撞击没有形成典型的碗状陨石坑，而是留下了类似凹痕的痕迹。撞击产生的强大冲击波将数百万吨岩石抛射到太空，但也有大量岩石像巨浪一样溅回小行星两侧，使Dimorphos从矮胖的球形变为顶部平坦的椭圆形，就像一颗 M&M 糖果。

Dimorphos的反应与其特殊组成有关。它并非固态岩石，更像“一堆沙子”，瑞士伯尔尼大学行星科学家、该研究的 lead author Sabina Raducan 说道。这种密度低、仅靠自身引力勉强聚集的小行星，在被货车大小的探测器撞击时，不会以常规方式做出反应。

未参与该研究的北亚利桑那大学任务观测工作组负责人 Cristina Thomas 博士说，Dimorphos 的反应“完全超出了我们日常生活中所理解的物理范畴，这对行星防御具有重大影响。”

DART 证明了小型探测器可以改变小行星轨道，但这项研究表明，对类似松散结构的小行星进行强力撞击，有可能将其碎片化，在真正的威胁面前反而创造出多个威胁地球的小行星。

行星防御的概念显然是可行的，“我们知道我们可以做到，” 哈佛-史密森天体物理中心的小行星动力学研究员 Federica Spoto 博士说，她没有参与这项新研究，“但我们必须做得正确。”

Dimorphos 被选为 DART 的目标有很多原因，其中最重要的之一是它的尺寸：宽530英尺，恰好是常见类型石质小行星的典型尺寸，这类小行星足以摧毁一座城市。

由于体积小，从地球上难以观测，在 DART 接近并观测到它之前，科学家们对 Dimorphos 知之甚少。但许多科学家怀疑它是一个碎石堆，由紧密排列的巨石组成。

访问过类似大小小行星的少数航天任务也发现它们缺乏凝聚力，导致它们表现出奇怪的行为。例如，当美国宇航局的 OSIRIS-REx 探测器短暂降落在碎石小行星 Bennu 的表面采集样本时，它几乎完全陷入其中，就像掉进塑料球池一样。

DART 的撞击使 Dimorphos 发生了明显偏离，证明即使在对其性质几乎一无所知的情况下，也可以成功改变这类小行星的轨道。

然而，地面望远镜、太空观测站和 LICIACube 探测器 (与 DART 探测器同行的小型卫星) 的早期观测表明，Dimorphos 对这种星际破坏行为做出了出乎意料的剧烈反应。

“大量物质被抛出，” Thomas 博士说。Dimorphos 被一群巨石迅速包围，并拖着一个长达 20,000 英里的彗星状尾巴，持续了数月之久。

Dimorphos 还隐藏着哪些惊喜？欧洲航天局的 Hera 任务将于今年 10 月发射，并于 2026 年底抵达 Dimorphos，调查这个小行星残骸。

Raducan 博士等不及了，她决定预测 Hera 可能发现什么。她的团队运行了撞击模拟，希望能找到哪个虚拟结果最符合对 Dimorphos 撞击后短暂的观测结果。没有经典的陨石坑和变形的的小行星，并不是大多数天文学家预期的。

与之前探索过的其他小行星一样，Dimorphos 对来自探测器的愤怒撞击做出了意想不到的反应。这意味着，如果需要拯救世界免免遭小行星撞击，不能对任何小行星的行为做出假设。

Raducan 博士说：“我们需要更多的小行星探测任务。仅仅因为我们撞击了一颗小行星，并不意味着所有小行星都会表现相同。”

这项研究还强调了 Hera 任务的重要性。Hera 将对 Dimorphos 进行详细调查，帮助科学家更好地了解这类小行星的物理特性，并为未来更有效的行星防御奠定基础。

本文译自 The New York Times，由 BALI 编辑发布。