这颗小行星被美国宇航局的DART飞船故意撞击后,碎片从Dimorphos表面爆炸。

在DART宇宙飞船撞上小行星Dimorphos后,哈勃太空望远镜捕捉到了喷射出的灰尘和碎片的图像,这些灰尘和碎片在太空岩石后面数千公里处流动。图源:美国宇航局/欧洲航天局/空间望远镜科学研究所/哈勃

人类第一次证明,他们可以改变一块巨大岩石在太空中飞驰的路径。美国宇航局宣布,9月26日撞击一颗小行星的宇宙飞船成功地改变了这颗太空岩石围绕另一颗小行星的轨道,效果好于预期。

机构官员估计双小行星重定向测试(DART)航天器将把小行星Dimorphos“推”得更靠近它的伙伴Didymos,并将它绕那颗岩石运行的时间缩短10-15分钟。在10月11日的新闻发布会上,研究人员证实DART实际上将轨道运行时间缩短了约32分钟。

这两颗小行星对地球都没有威胁,但该机构测试了这一操作,以证明人类原则上可以使一块令人担忧的太空岩石转向地球。

美国宇航局局长比尔·尼尔森说:“这是地球防御的分水岭时刻,也是人类的分水岭时刻。”

跟踪后果

确定任务是否成功取决于世界各地的6个以上的望远镜。地面光学望远镜无法观测到Didymos和Dimorphos,它们距离地球数百万公里,直径只有几百米,因此被视为夜空中的一个点。但望远镜可以测量到双形phos在双形phos前后循环时亮度的下降。观测者跟踪这些运动,并将其与碰撞前的轨道时间进行比较,以量化DART的影响。

一对雷达设备——加利福尼亚州欧文堡的戈德斯通天文台和西弗吉尼亚州的格林班克天文台——将他们的天线对准了这对小行星。与光学望远镜不同的是,雷达观测可以将两颗小行星区分为不同的物体,使天文学家可以查看它们各自的位置,并估计didyphos围绕Didymos的轨道周期。

两组观测结果一致认为DART的撞击使双形phos离它的同伴更近了几十米,并将其轨道周期缩短到11小时23分钟左右。

虽然32分钟的缩短比预期的要大,但它仍然在科学家建模的可能性范围内。研究人员认为,这次行动之所以如此成功,是因为迪莫弗斯更像是一堆松散的岩石,而不是一大块坚硬的岩石,很难使其偏转。轨道周期发生巨大变化的另一个原因是,当DART撞击时,大量碎片从小行星上喷射出来,形成了数千公里长的尾巴;研究人员在新闻发布会上说,它产生的后坐力可能增强了DART撞击的效力。

“为了真正了解发生了什么,我们还有很多工作要做,”美国宇航局华盛顿总部的DART项目科学家汤姆·斯塔特勒(Tom Statler)说。

拯救地球

在接下来的几个月里,科学家们将继续观察这对小行星,希望更多地了解双形phos新轨道的形状,以及DART的撞击是否给小行星带来了“摆动”。在…的帮助下图片来自LICIACube这是意大利航天局的探测器,它跟踪DART,然后飞过去捕捉到撞击。科学家们希望更多地了解喷射碎片的性质。

但这项任务的最后一项事后分析在未来十年的大部分时间内都不会完成。欧洲航天局的赫拉任务(目前定于2024年10月发射)应该在2026年底抵达Dimorphos,以观察DART撞击的后果。

目前,结果表明,3.3亿美元的DART任务是成功的。但研究人员表示,保护地球不受未来撞击需要做几件事:了解任何危险太空岩石的位置和性质,并有足够的时间采取行动。DART于去年11月发射花了大约十个月的时间才达到目标。

位于马里兰州劳雷尔的约翰霍普金斯大学应用物理实验室的行星科学家、DART协调负责人南希·沙伯特(Nancy Chabot)说,如果一颗具有威胁性的小行星真的正朝着地球飞来,那么一项任务将需要提前几年发射,以安全地偏离它。“警告在这里真的很关键,”她说,并补充说,如果有足够的计划和时间,即使是比160米宽的双形龙更大的太空岩石也可能被处理。