2023年3月1日NASA公布了人类首次撞击小行星的后续研究,研究显示了撞击后约17小时后的场景,小行星产生了两条细长尾巴以及行星防御的可行性。
事件回顾
2021年11月23日,人类从地球发射了一个名叫双小行星重定向测试(简称DART飞镖)的航天器,重约610KG。
这个航天器发射的目的是撞击一颗距离地球约1100万公里,直径约160米的小行星--迪莫费斯。
迪莫费斯是一颗名叫迪蒂费斯小行星的卫星(迪蒂费斯的直径约为780米)。
迪莫费斯以11.9个小时(撞击之前)的周期围绕迪蒂费斯旋转。
飞镖航天器2021年11月从地球发射,2022年9月26日以大约每小时24000公里的速度撞向了迪莫费斯。
韦伯望远镜拍摄的撞击画面
飞镖航天器最终的撞击,使得迪莫费斯的轨道周期发生了约33分钟的改变。
这是人类第一次进行主动防御试验所取得的成果。
这次的实验向我们证明了两件事情:第一,航天器的自主导航可以精准成功的撞击漆黑深空的小天体。第二,撞击可以有效地改变小行星的轨道。这为以后防御小行星撞击地球提供了宝贵的经验及数据。
为何撞击
在地球轨道的附近,有很多无处不在的小天体,我们称之为近地小天地。
地球距太阳的平均距离是1AU(1.5亿公里),而近地小天体的轨道范围是距太阳0.98AU至1.3AU。
这些近地小天体中有一些会和地球的轨道存在交叉,并且其直径若是大于140米的话,它们就会很危险,可能会对我们的生存造成威胁,所以视这样的小天体为,潜在威胁的天体。
根据小行星研究中心的数据显示,截至2023年3月天文学家已经发现了31552颗近体小天体,而其中2325颗是属于潜在威胁的行列,它们游离在地球的周围,若是轨道稍微的改变,都有可能给我们带来灭顶之灾。
所以为了应对这样的危险,天文学家们提出了许多应对措施,比如航天器牵引(发射一个航天器牵引小行星使其轨道改变)、核弹轰炸(发射核弹轰炸小行星使其轨道改变)、以及航天器撞击。
但这些想法都是理论中的措施,我们并不知道这些方法是否有效,所以之后便有了进行主动防御实验的想法,飞镖航天器便由此诞生。
撞击后的研究
2022年9月26日撞击后,虽然撞击画面以及结果都相继公布,但关于撞击的科学研究却是在2023年3月1日陆续发布。
2023年3月1日《自然》科学期刊连发5篇论文,这5篇论文揭露了撞击的最后时刻以及撞击产生的碎片变化。
根据研究的显示,航天器撞击的地方距离小行星的中心大约25米,撞击时先是一面太阳能电池板触地,撞击产生了大约100万公斤的岩石碎片被抛向太空,这些岩石碎片在太空产生了一些复杂的变化。
论文公布的撞击碎片形状变化
航天器在撞击后,岩石碎片以超过每小时6.4公里的速度飞出小行星表面,随后在小行星的引力干扰下形成一个圆锥状结构,并带有长而细的细丝。
在撞击后大约 17 小时,碎片模式进入第二阶段。双星系统的引力相互作用开始扭曲喷出形成的圆锥形状,这时结构可以看到旋转的风车状特征(这与双星的引力有关),随后碎片逐渐形成一条形似彗星的尾巴,几天后,这条尾巴一分为二,变成双尾,绵延数万公里持续数月之久。
除过这些细节的揭露,同时研究结果也表明,用航天器撞击小行星是进行行星防御的一种可行方法。
2024 年 10 月欧洲航天局预计会发射一个名叫Hera航天器,它会在发射两年后到达 迪莫费斯Didymos,对航天器的撞击以及小行星的改变做出深入的研究。