人類首次撞擊小行星的任務(wù)，產(chǎn)生了出人意料的副作用

2022年9月26日，一個(gè)重約610公斤的探測器，以大約每秒6.2公里的速度撞擊了一顆名為迪莫弗斯（Dimorphos）的小行星。

此次撞擊來自NASA的“雙小行星重定向測試”任務(wù)（Double Asteroid Redirection Test，簡稱DART），其目的是探索人類通過動能撞擊偏轉(zhuǎn)小行星軌道的可行性，而這也是人類首次撞擊小行星的任務(wù)。

據(jù)了解，迪莫弗斯是一顆直徑約為160米的小行星，它與另一顆名為迪迪莫斯（Didymos）的小行星組成了一個(gè)雙小行星系統(tǒng)，相比之下，迪迪莫斯的個(gè)頭更大，其直徑約為780米。

最初公布的結(jié)果顯示，此次撞擊讓小行星的軌道周期縮短了大約32分鐘，從而證明了人類確實(shí)可以通過物理撞擊改變小行星的運(yùn)行軌道。

引人注目的是，根據(jù)后續(xù)的研究，這次撞擊產(chǎn)生了出人意料的副作用，其復(fù)雜程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出預(yù)期。下面我們來看看這具體是怎么回事。

相信很多人都會認(rèn)為，探測器撞上去，主要是靠自身的動量去推動小行星，但實(shí)際情況卻并非如此。

事實(shí)上，真正起主導(dǎo)作用的，是撞擊后噴射出來的大量碎片，其原理簡單來講就是，探測器撞擊時(shí)，會把小行星表面的物質(zhì)“炸飛”，其產(chǎn)生的碎片高速向外噴出，進(jìn)而給小行星帶來額外的推動力。

研究人員用一個(gè)叫“β值”的參數(shù)來衡量這種增強(qiáng)效應(yīng)，在此次撞擊中，這個(gè)值大約是3.6，意思是說，碎片帶來的額外推動力，是探測器本身的3.6倍。

事情到這里基本上還算在意料之中，但接下來就開始出人意料了。

首先是形狀變化。人們原本認(rèn)為，這種撞擊最多就是在表面留下一個(gè)坑，但后來的觀測發(fā)現(xiàn)，迪莫弗斯整個(gè)形狀都變了。

研究人員將其形容為，它原來像是一個(gè)扁平的漢堡，撞完之后卻變成了更細(xì)長的橄欖球。

這就說明了，這顆小行星并不是一整塊堅(jiān)硬的巖石，而更像是一堆“碎石”堆在一起的松散結(jié)構(gòu)，它們靠引力和微弱的靜電力勉強(qiáng)維系在一起，一旦受到?jīng)_擊，就很容易出現(xiàn)整體上的變形。

研究發(fā)現(xiàn)，這種結(jié)構(gòu)變化還引發(fā)了新的問題，即：在撞擊之后，這顆小行星進(jìn)入了一種不穩(wěn)定的翻滾狀態(tài)，它不再是簡單的自轉(zhuǎn)，而是在做一種類似“亂晃”的運(yùn)動。

第二個(gè)副作用是軌道變化還在繼續(xù)。最初測到的32分鐘的軌道周期縮短，并不是最終結(jié)果，后續(xù)觀測發(fā)現(xiàn)，它的周期又額外縮短了大約30秒，這就顯得很奇怪了。

為什么會這樣呢？對此，研究人員目前給出的解釋是，這可能是因?yàn)樾⌒行切螤罡淖冎螅陨淼囊Ψ植及l(fā)生了變化，從而影響了軌道。

又或者，撞擊在小行星上引發(fā)了類似“山體滑坡”的現(xiàn)象，這會在撞擊之后持續(xù)改變其質(zhì)量分布，進(jìn)而影響了小行星后續(xù)的運(yùn)動狀態(tài)。

這就意味著，即使我們完成了對小行星的撞擊，也很難精確預(yù)測它后續(xù)的走向。

第三個(gè)副作用來自撞擊產(chǎn)生的碎片，根據(jù)伴飛衛(wèi)星的觀測，在此次撞擊中，至少有一百多塊較大的碎片被拋射出去，但出人意料的是，這些碎片并不是均勻分布的，而是集中在兩個(gè)明顯的方向上。

對此，研究人員目前給出的解釋是，探測器的形狀和撞擊角度導(dǎo)致動量主要朝某個(gè)方向釋放，甚至可能讓小行星的軌道平面發(fā)生了傾斜。

研究人員表示，此次撞擊產(chǎn)生的碎片，理論上有一部分會在未來幾年進(jìn)入地球軌道。

根據(jù)理論模型的模擬，在2029年到2030年前后，一些碎片就可能會進(jìn)入地球的大氣層，不過我們不用擔(dān)心，因?yàn)樗鼈兲。诟呖站蜁粺g殆盡，不會給地面上的我們構(gòu)成任何威脅。