最近的一项研究阐明了与小行星形成和发展相关的地球物理过程。2022年，NASA的双小行星重定向测试（DART）航天器与一颗名为Dimorphos的小行星卫星发生了碰撞。这次撞击显著改变了该卫星的结构，导致出现了一个大陨石坑，并使其形状发生了巨大变化，从而扰乱了其自然演化路径。研究人员认为，Dimorphos可能会在试图恢复与其母体小行星Didymos的重力平衡时开始“翻滚”。
“总体而言，我们最初关于DART将如何影响Didymos及其卫星在太空中的运动的预测在很大程度上是正确的，”马里兰大学的天文学教授、DART调查小组的主要成员德里克·理查森（Derek Richardson）表示。“然而，一些意想不到的结果为我们提供了更清晰的理解，揭示了小行星及其他小天体是如何形成和随时间变化的。”
这项研究于2024年8月23日发表在行星科学杂志上，由理查森和他的团队完成，强调了撞击后的重要观察结果，并讨论了这些结果对未来小行星研究的影响。
一个显著的惊喜是DART改变Dimorphos形状的程度。理查森指出，在碰撞之前，这颗小行星卫星呈扁球形（看起来像汉堡），但在碰撞后，它变得更加细长（类似于被拉伸的橄榄球）。
“我们预计Dimorphos在撞击前会是细长的，因为我们认为这就是月球的核心体是如何逐渐聚集来自其主星Didymos释放的物质的。细长形状自然会使其长轴对准主星，”理查森详细解释道。“这一意外发现暗示了一种更复杂的过程。此外，Dimorphos形状的变化可能改变了它与Didymos的相互作用。”
理查森解释说，尽管DART只撞击了Dimorphos，但卫星与Didymos之间的引力连接意味着撞击产生的碎片影响了它们之间的平衡，导致Dimorphos围绕Didymos的轨道缩短。有趣的是，Didymos本身保持了其形状，表明这颗更大的小行星坚固且足够坚实，能够在失去质量形成卫星的情况下保持其结构。
根据理查森的说法，Dimorphos的这些变化可能会对未来的探索任务产生重大影响，包括欧洲空间局计划于2024年10月开展的针对Didymos系统的后续项目。
“在撞击之前，Dimorphos可能处于一个稳定状态，始终向Didymos展示同一面，类似于地球的月球始终面对我们的星球，”理查森指出。“现在，它已失去对准，这可能导致它在不同方向上摇摆。Dimorphos甚至可能在‘翻滚’，这意味着它可能在不规律和混乱地旋转。”
研究团队目前正在监测释放的碎片何时会消散，Dimorphos是否仍在翻滚，以及何时可能恢复到先前的稳定状态。
“我们一个关键的问题是，Dimorphos是否足够稳定，能够让航天器着陆并部署额外的研究仪器，”他说。“尽管可能需要一百年才能观察到系统的显著变化，但自撞击以来仅过了几年。了解Dimorphos需要多长时间才能恢复稳定对研究其内部结构至关重要，这将为未来努力偏转可能危险的小行星提供信息。”
理查森和他的团队希望赫拉任务能够提供更多关于DART撞击影响的见解。赫拉计划于2026年底之前到达包含Dimorphos和Didymos的双小行星系统，进行首次评估两颗小行星的内部特征，并对DART任务及其未来影响进行更全面的分析。
“DART为我们提供了关于复杂引力物理的宝贵知识，这些是在实验室中无法复制的，所有这些研究帮助我们细化保护地球免受实际威胁的努力，”理查森表示。“小行星或彗星对我们的星球构成危险的可能性是真实存在的。我们现在增加了一层对这些外部风险的防御。”
