NASA研究：DART撞击后，小行星的轨道和形状发生变化

NASA的历史性双小行星重定向测试（DART）后，加州南部的JPL领导的一项研究表明，小行星Dimorphos的形状发生了变化，并且其轨道也缩短了。

在2022年9月26日，当NASA的DART有意撞击直径为约560英尺（170米）的小行星时，它不仅留下了印记。这次演示表明，动能冲击器可以偏转一个可能与地球相撞的危险小行星。

如今，发表在《行星科学杂志》上的一项新研究显示，这次撞击不仅改变了小行星的运动，还改变了其形状。

DART的目标小行星Dimorphos围绕着一个更大的近地小行星Didymos运转。在撞击之前，Dimorphos呈现出一个近似对称的“扁椭球”形状——就像一个比高度更宽的压扁的球。Dimorphos以大约3900英尺（1189米）的距离围绕Didymos运转，完成一圈约需11小时55分钟。

“当DART发生撞击时，事情变得非常有趣，” 领导这项研究的NASA喷气推进实验室的导航工程师Shantanu Naidu说道。

“Dimorphos的轨道不再是圆形：它的轨道周期”——完成一个单独轨道所需时间——“现在比之前短了33分钟15秒。整个小行星的形状也发生了变化，从一个相对对称的物体变成了一个‘三轴椭球’——更像是一个长椭圆形的西瓜。”

Naidu的团队利用了三个数据来源来推断撞击后小行星发生了什么。第一个数据来源来自DART：宇宙飞船在接近小行星时拍摄了图像，并通过NASA的深空网络将这些图像发送回地球。这些图像提供了Didymos和Dimorphos之间距离的近距离测量，同时也测量了撞击前两颗小行星的尺寸。

第二个数据来源是位于加利福尼亚巴斯托附近的戈德斯通太阳系雷达，该雷达通过反射无线电波精确测量了撞击后Dimorphos相对于Didymos的位置和速度。雷达观测迅速帮助NASA得出结论，即DART对小行星的影响远远超出了最低预期。

第三个数据来源是世界各地的地面望远镜，测量了两颗小行星的“光曲线”，即它们表面反射的阳光随时间变化的情况。通过比较撞击前后的光曲线，研究人员可以了解DART如何改变了Dimorphos的运动。

Dimorphos在其轨道上定期经过Didymos的前方和后方。在这些所谓的“共同事件”中，一颗小行星可以在另一颗小行星上投下阴影或者遮挡我们从地球上的视线。在任何一种情况下，地面望远镜都会记录到暂时的暗淡——光曲线的下降。

“我们利用这一系列光曲线下降的时机来推断轨道的形状，因为我们的模型非常敏感，所以我们也能推断出小行星的形状，” JPL的高级研究科学家Steve Chesley说道。

这些结果和撞击后的碎片观察表明，Dimorphos是一个松散堆积的“碎石堆”物体，类似于小行星贝努。欧洲空间局（ESA）计划于2024年10月发射的Hera任务将前往这对小行星进行详细调查，并确认DART是如何改变Dimorphos的。