将航天器撞向可能有一些有趣的副作用。
根据对 NASA DART 探测器与小行星 Dimorphos 碰撞的分析,这颗微小小行星的形状可能因撞击的直接结果而发生显着变化。
这提供了一些关于小行星最初如何形成的线索,同时也表明即将进行的 Dimorphos 调查任务将发现的不是撞击坑,而是一堆经过精心改造的太空岩石。
DART 的使命?双小行星重定向测试? 是行星安全之一。 科学家们想看看是否可以通过用航天器撞击小行星来改变其轨道。 Dimorphos是选定的目标? 一颗小型小行星,与一颗名为迪迪莫斯 (Didymos) 的较大双星伴星处于共同轨道上。 由于双星物体的轨道周期是众所周知的,该周期时间的任何变化都意味着任务的成功。
它是成功的:影响力超出科学家的预期。 但 DART 任务是人类第一次尝试这样的事情; 我们不知道是否会有,这些影响可能是什么,它们对小行星重定向意味着什么,以及它们会告诉我们关于 Dimorphos 的什么信息(如果有的话)。
显然,科学家们一直在监测太空岩石的变化。 但瑞士伯尔尼大学行星科学家 Sabina Raducan 领导的团队采取了不同的方法。 他们使用了模拟的 Dimorphos 和模拟的 DART 航天器,并试图复制观察到的撞击效果。
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这包括从航天器到小行星的动量转移、从 Dimorphos 喷发的物质数量,以及物质喷入太空时形成的形状(称为喷射锥)。
为此,他们需要调整未知变量:Dimorphos 的成分和密度。
并非所有小行星的构造都是相似的。 有些行星的密度更大,比如大块的行星在发展过程中因巨大的撞击而停滞,并分裂成更小的碎片。 还有一些就是所谓的“瓦砾堆”,这几乎就是它听起来的样子:灰尘和卵石聚集在一起的松散团块,但在重力压力下更容易分裂。
我们已经知道 Didymos 和 Dimorphos 都属于碎石堆类别。 但 DART 撞击可以准确地告诉我们 Dimorphos 的成分。
Raducan 和她的同事能够生成与 DART 项目观察到的结果一致的模拟。 而且,在这些模拟中,小行星的结合非常松散,以至于 DART 没有在表面留下疤痕; 相反,航天器导致了整体变形和表面重铺。
要实现这一点,小行星必须是非常脆弱的碎石堆; 该团队的计算表明,其凝聚力小于几帕斯卡。 这与小行星非常相似龙宫和贝努,这两个地方都曾被人类航天器访问过以收集数据和样本。
模拟还表明,Dimorphos 的密度非常低,约为每立方厘米 2.4 克。 这比密度稍大一点龙宫和 Bennu,位于 1.28 左右1.26分别为克每立方厘米。 就上下文而言,地球的密度为 5.51 克每立方厘米。
这模拟的 Dimorphos 的密度与 DART 观测得到的密度一致。
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这些发现表明 Dimorphos 可能是 Didymos 的。 Didymos 也是一个瓦砾堆,我们知道瓦砾堆在旋转时经常会掉落碎片,由于离心力。 根据 Dimorphos 的形成模型,一些脱落的碎片仍然留在 Didymos 的轨道上。 随着时间的推移,它聚集在一起,成为我们用宇宙飞船撞击的松散瓦砾堆。
我们不知道他们是否正确,目前还不是。 但我们会的。 今年晚些时候,欧洲航天局将发射赫拉使命研究Didymos和Dimorphos。 如果赫拉的发现与团队的模拟一致,那么我们对 Dimorphos 的了解就会比以前更多。
这不仅对我们理解双星系统的持续演化,而且对小行星、小行星双星以及我们如何计划和执行任何即将到来的小行星重定向任务都有影响。
“由于 DART 航天器可能导致了 Dimorphos 的整体变形,我们可以推断类似形成的小行星卫星很容易重塑,而且它们的表面相对年轻,”研究人员在论文中写道。
“总的来说,这项研究的结果为了解双小行星的形成和特征提供了有价值的信息,并将为未来的探索和小行星偏转工作提供信息。”
该研究发表于自然天文学。