「无论结果如何,人类的勇气和坚毅,都被镌刻在星空下。」电影【流浪地球】中的一句台词这样说道。关于宇宙的星河浪漫，人类一直有着各种各样的憧憬，而对于它的探索也从未停止。电影中设想，用空间站撞击木星使其爆炸，让木星冲击波改变地球运动轨迹，避免地木相撞，实际上现实中美国宇航局（NASA）确实做了撞击小行星的实验，近日研究证实实验取得了成功。
一次碰撞让圆球状小行星变成「椭圆西瓜」
NASA在2022年用「双小行星重定向测试（DART）」航天器撞击一颗名为「双形态（Dimorphos）」的小行星。最近的研究发现，这次碰撞不仅改变了该小行星的轨道，还改变了其形状。也就是说，这次的测试证明，如果有「小行星撞地球」的风险，可以使用技术手段让相关小行星偏离轨道，避免其与地球碰撞。
（DART航天器的碰撞，改变了「双形态」小行星的轨道和形状。）
「双形态」小行星绕着一颗更大的近地小行星Didymos公转。在遭到DART撞击之前，「双形态」是一个「扁圆球体」，它的公转轨道是圆形，与Didymos平均距离约1189米，每围绕其转一圈，需要11小时55分钟。
「当遭到DART撞击后，情况变得非常有趣。」领导这项研究的加州南部NASA喷气推进实验室（JPL）导航工程师史丹努19日说，「‘双形态’的轨道不再是圆形的，它现在完成一次轨道运行的时间比之前短了33分钟15秒。它的形状也发生了变化，从一个相对对称的物体变成了‘三轴椭球’——类似一个椭圆形的西瓜。」科学家此前披露，两颗小行星的轨道已经发生了变化，而最新研究则提供了关于这一变化最精确的读数。
（撞击前，「双形态」小行星像一个被压扁的球；撞击后，它呈现出椭圆形，就像西瓜一样。）
同在JPL的高级研究科学家史蒂夫·切斯利说，「双形态」的轨道周期在撞击后的几周内继续缓缓缩短。「我们认为这是由于行星系统中的松散碎片继续散开并带走角动量，因此必然导致轨道收缩。」切斯利补充道，角动量是指旋转物体的质量在其轴周围分布的程度以及它旋转的速度。
该研究发现，「双形态」与Didymos的平均轨道距离现在约为1152米，比撞击前少了约37米。 「这项研究的结果与其他正在发布的结果一致。」NASA华盛顿总部太阳系小天体主任汤姆说，「看到不同的团队分析数据并独立得出相同的结论，标志着这项实验的结果很扎实。DART不仅向我们展示了一种小行星偏转技术的途径，而且还揭示了对小行星新的理解，以及它们的行为方式。」
三个数据来源来推断撞击后小行星发生的变化
为了深入分析实验情况，史丹努的团队在他们的计算模型中，使用了三个数据来源来推断撞击后小行星发生了什么。
第一个来源是DART航天器上的数据。它在接近小行星时拍摄了图像，并通过NASA的深空网络（DSN）将其发送回地球。这些图像提供了两颗小行星间隙的近距离测量，同时也测量了撞击之前两颗小行星的尺寸。
第二个来源，是加州巴斯托的戈德斯通太阳系雷达。该雷达将无线电波反射到两颗小行星上，精确测量了撞击后「双形态」相对于Didymos的位置和速度。雷达观测迅速帮助NASA得出结论——DART对小行星的影响远远超出了预期。
第三个，也是最重要的数据来源，是世界各地的地面望远镜，测量了两颗小行星的「光曲线」，即随时间变化反射在小行星表面的阳光。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「双形态」的运动。
「双形态」周期性地在Didymos的前方和后方经过。在这样的路径中，望远镜都会记录到光线临时变暗的情况——光曲线的下降。「我们利用这一系列精确的光曲线下降的时间，来推断轨道的形状，由于我们的模型非常敏感，我们还可以弄清楚小行星的形状。」切斯利说，「团队发现‘双形态’的轨道现在略微改变。和撞击前的圆形轨道相比，出现了非常轻微的时间差异。我们从未预料到能够获得这种精度。」史丹努说，「模型是如此精确，甚至显示Dimorphos在围绕Didymos运动时会前后摇晃。」
欧洲将发射航天器近距离观察小行星
科学家们对撞击后留下的碎片进行了观察，发现「双形态」是一个松散堆积的「碎石堆」，类似于小行星本努。
欧洲空间局（ESA）计划于2024年10月发射赫拉号航天器，预计于2026年底到达这两颗小行星，将对它们进行详细调查，并确认DART如何改变了「双形态」的形状。「我们急切期待着欧洲航天局的赫拉号航天器的到来，届时我们将现有观测情况与从赫拉号获得的图像进行比较。我们还将了解自2023年上次观测以来，轨道发生了多大变化。」切斯利说。
DART是由约翰霍普金斯应用物理实验室（APL）在马里兰州劳雷尔为NASA的行星防御协调办公室设计、建造和运营的，该办公室负责监督该机构在行星防御方面的持续努力。DART航天器是人类有史以来第一次有意识地移动天体的工具。
位于加利福尼亚州帕萨迪纳的加州理工学院的JPL管理着DSN，该网络属于NASA的空间通信和导航（SCaN）计划，隶属于该机构华盛顿总部的空间运营任务总监部。
编译/潇湘晨报记者彭昕宇
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