在一次「完美」的測試中，美國太空總署的雙小行星重新導向測試（DART）於2022年9月成功地將一艘汽車大小的航天器撞向了一顆小行星。該任務表明，如果航天器駛向地球，即使發生災難性事件的機率很低，它也可以成功地破壞一塊危險的太空巖石。DART改變了小行星的軌域，現在科學家們發現，猛烈的撞擊也可能改變小行星的形狀。3月19日發表在【行星科學雜誌】上的一項研究描述了這一發現。
DART瞄準了560英尺寬的小行星Dimorphos，該小行星圍繞一顆更大的近地小行星Didymos執行。在撞擊之前，Dimorphos的形狀通常是對稱的扁球形。
「當DART產生影響時，事情變得非常有趣，」研究合著者、美國太空總署噴射推進實驗室（JPL）的導航工程師Shantanu Naidu在一份聲明中說。「Dimorphos的軌域不再是圓形。小行星的整個形狀已經改變，從相對對稱的物體變成了‘三軸橢球’——更像長方形的西瓜。」
這張圖顯示了小行星Dimorphos在DART撞擊後經歷的大致形狀變化。在撞擊前，左，小行星的形狀像一個壓扁的球；撞擊後，它變成了更細長的形狀，就像西瓜一樣。信用證：美國航空航天局/噴射推進實驗室加州理工學院
此前，Dimorphos繞Didymos完成一圈需要11小時55分鐘，距離它約3900英尺，軌域清晰，呈圓形。太空巖石的軌域周期——完成一圈所需的時間——現在縮短了約33分15秒。
為了研究DART影響後的變化，Naidu和這項研究的團隊在他們的電腦模型中使用了多種數據來源。第一個來源是DART在接近小行星時拍攝的影像。這些在航天器上拍攝的影像對Didymos和Dimorphos之間的間隙進行了特寫測量，並幫助團隊在撞擊前測量了這兩顆小行星的尺寸。
第二個數據來源是美國太空總署深空網絡的戈德斯通太陽系雷達。該雷達系統位於加利福尼亞州巴斯托附近。它把無線電從迪迪莫斯和迪莫弗斯身上彈開。這些無線電波精確地測量了撞擊後Dimorphos相對於Didymos的位置。這些雷達觀測幫助美國太空總署得出結論，DART超出了任務的預期。
最重要的數據來源來自世界各地的地面望遠鏡，這些望遠鏡測量了這兩顆小行星的光曲線。這就是小行星巖石表面反射的陽光如何隨著時間的推移而變化的。比較撞擊前後的光線曲線有助於團隊了解DART是如何改變Dimorphos的運動的。當Dimorphos繞軌域執行時，它會周期性地從Didymos前面經過，然後在它後面經過。在這些相互作用的事件中，系統中的一顆小行星會給另一顆小行星投下陰影，或者擋住我們從地球上看到的東西。在這兩種情況下，望遠鏡都可以記錄到光線曲線的暫時變暗。
該團隊利用這一系列光線曲線下降的時間來計算軌域的形狀。他們的模型顯示，Dimorphos的軌域現在稍微拉長或偏心。
研究合著者、噴射推進實驗室高級研究科學家Steve Chesley在一份聲明中表示：「撞擊前，事件發生的時間有規律，呈圓形軌域。撞擊後，時間差異非常小，表明有些東西歪斜了。」「我們從未想過會得到這樣的準確性。」
據該團隊稱，這些模型非常精確，甚至可以顯示Dimorphos在繞Didymos執行時來回擺動。
這些模型還計算了軌域周期的演變過程。撞擊後，DART縮短了兩顆小行星之間的平均距離。它將Dimorphos的軌域周期縮短了32分42秒，降至11小時22分37秒。
在與DART碰撞後的一周內，這顆小行星的軌域周期繼續縮短，因為它脫落了更多的巖石物質。它以每軌域11小時22分3秒的速度穩定下來，比撞擊前少了33分15秒。Dimorphos現在的平均軌域距離也約為3780英尺，比與DART碰撞前更接近Didymos約120英尺。
美國太空總署總部太陽系小天體首席科學家Tom Statler在一份聲明中表示：「這項研究的結果與正在發表的其他研究結果一致。」「看到不同的小組分析數據並獨立得出相同的結論是一個堅實的科學結果的標誌。DART不僅向我們展示了小行星偏轉技術的途徑，還揭示了對小行星是什麽及其行為的新的基本理解。」Statler不是這項研究的作者。
為了更深入地了解Didymos和Dimorphos，歐洲航天局的赫拉任務計劃於2024年10月發射。它將對這對小行星進行詳細調查，並可能正式確認DART在多大程度上重塑了Dimorphos。
