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美国宇航局 DART 袭击后小行星表现出奇怪的行为

美国宇航局 DART 袭击后小行星表现出奇怪的行为

在 NASA 的 DART 任务成功撞击小行星 Demorphos 后,科学家们面临着一系列意想不到的后果,其中最新的一个是小行星围绕其较大伙伴 Didymos 的轨道周期意外延长。

去年9月,NASA承担了耗资3.08亿美元的DART(双小行星重定向测试)任务。 它故意与小行星Demorphos相撞。 这艘冰箱大小的航天器以高达 14,000 英里/小时(22,500 公里/小时)的速度撞击了这颗 525 英尺宽(160 米)的小行星,旨在改变其围绕较大伙伴 Didymos 的轨道路径。 这对双星距离地球 700 万英里(1100 万公里) 无论是在重定向测试之前还是之后,它都不会对地球构成威胁。

这次任务取得了巨大成功。 这次撞击多次改变了德莫福斯围绕迪迪莫斯的轨道周期 半个小时的时间,改变了数十米的位置。 这一成绩远远超过了DART团队72秒的目标,标志着几个意想不到的结果的开始。 经验表明 利用动能撞击改变危险小行星方向的可能性但 DART 任务中出现的许多问题表明,我们首先需要了解很多东西。

在与 Dimorphos 碰撞过程中,观察到强烈的反冲效应。 Dimorphos小行星被认为是由松散连接的岩石、砾石和尘埃组成的瓦砾堆,它在撞击时向太空释放了大量被称为喷射物的物质。 今年早些时候,由 Andy Cheng 领导的 DART 调查小组接受 Gizmodo 采访 描述 这种效果类似于小型火箭发动机,解释说:“这有点像小型火箭发动机 – 你有弹跳力,这是摆脱所有材料的反作用力。” 这种反应大大增强了冲击的强度。 事实上,推力比航天器与小行星相撞而没有产生任何喷射物时的推力大约强四倍,使得偏转效率比预期高得多,程解释道。

DART 试验的第二个意外发现是 在 Dimorphos 周围创建一个“岩石云”。 这次撞击将近 200 万磅的尘埃岩石抛入太空,足以装满六七节火车车厢。 天文学家利用哈勃太空望远镜在 Dimorphos 附近发现了近 40 块岩石。 尽管这些岩石不会对地球构成威胁,但它们的存在表明,真正危险的小行星的偏转可能会将潜在危险的岩石冲向它。 我们的星球。

第三个意想不到的发现最近在美国天文学会的一次会议上提出,由撒切尔学院和加州大学伯克利分校的研究人员提出。 研究小组利用加利福尼亚州文图拉县 0.7 米的撒切尔天文台,测量了 Dimorphos 撞击后 20 至 30 天的轨道周期。 他们发现它的轨道周期延长了约一分钟,与最初的 33 分钟相比,它绕 Didymos 的轨道运行了 34 分钟。

这是令人惊讶的,因为预计碰撞会缩短轨道周期,这意味着自碰撞之日起,Dimorphos 的速度就一直在减慢。 科学家们对这一观察感到困惑。 在他们的 arXiv 预印本中,他们 他写:

我们发现,之前提出的该系统的机制无法解释如此大的周期变化,而撞击射弹产生的阻力不太可能解释。 需要对 Didymos 系统 (65803) 进行进一步观察,以确认我们的结果并在撞击后进一步了解该系统。

一种理论认为,一个巨大的、快速形成的碎片云,发展成团块、螺旋和其他结构,可能会影响迪莫弗斯的路径。 然而,最新研究的作者并不相信这种现象是轨道周期长的根本原因。

在 DART 任务之前,Dimorphos 的轨道周期已经发生了缓慢的变化。 然而,研究人员表示,观察到的差异无法用许多已知机制来解释。 这些包括 双YORP效应 (来自阳光的力改变了两个旋转体的旋转) 相互潮起潮落 (物体之间的引力效应), 雅可夫斯基微分力 (由吸收阳光和释放热量引起的增强),或表面质量突然损失的结果。

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显然,这个问题需要更多科学家的更多观察和想法。 即将到来的 HERA 任务将对这项研究做出重要贡献。 欧洲航天局(ESA)计划于 2024 年 10 月发射赫拉探测器,密切研究 Didymos-Dimorphos 双星系统并深入研究 DART 实验的结果。 包括奇怪的和意想不到的。

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