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        1. 被航天器撞擊的小行星可能正在“愈合”,因為它的表面正在發生變化

          將宇宙飛船撞入小行星可能有一些有趣的副作用。

          根據對美國宇航局DART探測器與小行星Dimorphos之間碰撞的分析在2022年9月,這顆小行星的形狀可能直接因撞擊而發生重大變化。

          這為這顆小行星最初是如何形成的提供了一些線索,同時也表明即將到來的調查Dimorphos的任務將發現不是一個撞擊坑,而是一堆整齊的太空巖石。

          DART的使命——雙小行星重定向測試– 是行星安全之一。科學家們想看看他們是否可以通過用航天器撞擊小行星來改變小行星的航向。Dimorphos是被選中的目標 - 一顆與更大的雙星伴星Didymos在一個共同軌道上的小行星。由于雙星物體的軌道周期是眾所周知的,因此該周期時間的任何變化都意味著任務成功。

          它的成功是:影響對經期時間的影響要大得多比科學家預期的要好。但DART任務是人類第一次嘗試這樣的事情。我們不知道是否會有觀察的持續影響,這些影響可能是什么,它們對小行星重定向意味著什么,以及如果有的話,它們會告訴我們關于Dimorphos的什么。

          顯然,科學家們一直在監測太空巖石的變化。但是,由瑞士伯爾尼大學的行星科學家薩賓娜·拉杜坎(Sabina Raducan)領導的一個團隊采取了不同的方法。他們采用了模擬的Dimorphos和模擬的DART航天器,并試圖復制觀察到的撞擊效果。

          DART撞擊觀測結果(左,中)和模擬結果(右)的比較。(Raducan等人。,自然天文學, 2024)

          這包括從航天器到小行星的動量傳遞,從Dimorphos噴發的物質數量,以及物質噴射到太空時形成的形狀,稱為噴射錐。

          為此,他們需要調整未知變量:Dimorphos的組成和密度。

          并非所有的小行星都是一樣的。有些更密集,例如大塊行星在發展過程中被大撞擊阻止并分解成更小的碎片。有些是所謂的”瓦礫堆“,這幾乎就是它聽起來的樣子:例如,塵埃和鵝卵石的松散聚集物聚集在一起,但在重力應力下更容易分裂。

          我們已經知道 Didymos 和 Dimorphos 都屬于瓦礫堆類別。但DART的影響可以準確地告訴我們Dimorphos是由什么組成的。

          Raducan和她的同事們能夠產生與DART項目的觀察結果一致的模擬。而且,在這些模擬中,小行星被松散地固定在一起,以至于DART沒有在表面留下疤痕;相反,航天器造成了全球變形和重新浮出水面。

          要做到這一點,小行星需要是一個非常脆弱的瓦礫堆;該團隊的計算表明,它的凝聚力不足幾個帕斯卡.這與小行星非常相似龍宮和本努,這兩個地方都曾被人類航天器訪問過,以進行數據和樣本采集。

          模擬還表明,Dimorphos的密度非常低,約為每立方厘米2.4克。這比龍宮和 Bennu,位于 1.28 左右,1.26克/立方厘米。就上下文而言,地球的密度為每立方厘米 5.51 克。

          礫石密度的模擬Dimorphos與從DART觀測中獲得的密度一致。

          模擬生成的立體電影顯示了 Dimorphos 在撞擊后約 178 秒處的狀態。(S.D. Raducan/C. Manzoni/B.H. May)

          這些發現表明,Dimorphos可能是Didymos的小行星寶貝.Didymos 也是一堆瓦礫,我們知道這一點瓦礫堆在旋轉時經常會脫落碎片,這要歸功于離心力。根據Dimorphos形成的模型,其中一些脫落的碎片仍與Didymos一起留在軌道上;隨著時間的流逝,它聚集在一起,成為我們用宇宙飛船圍起來的松散瓦礫堆。

          我們不知道他們是否正確,現在還不知道。但我們會的。今年晚些時候,歐洲航天局將發射赫拉使命研究 Didymos 和 Dimorphos。如果 Hera 的發現與團隊的模擬一致,那么我們對 Dimorphos 的了解就會比我們多得多。

          這不僅對我們理解雙星的持續演化有影響,而且對小行星、小行星雙星以及我們如何計劃和執行任何即將到來的小行星重定向任務都有影響。

          “由于DART航天器可能造成了Dimorphos的全球變形,我們可以推斷,類似形成的小行星衛星很容易重塑,它們的表面相對年輕。研究人員在他們的論文中寫道.

          “總的來說,這項研究的結果為理解雙小行星的形成和特征提供了寶貴的信息,并將為未來的探索和小行星偏轉工作提供信息。

          該研究已發表在自然天文學.

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