小行星被DART撞擊后一個月的圖片。Didymos小行星位于圖片中央。圖片來源：新西蘭坎特伯雷大學約翰山天文臺

去年9月，美國宇航局（NASA）的“雙小行星重定向測試”（DART）探測器撞上了一顆小行星，在首次行星防御測試中故意改變了后者在太空中的軌跡。現在，科學家已經解構了這次碰撞及其后果，并了解了這次宇宙撞擊到底有多成功。

3月1日，《自然》發表了5項研究，描述了DART撞擊的最后時刻及其如何影響小行星。這一結果表明，像這樣的DART探測器可能是保護地球免受小行星撞擊的可行方法。

北亞利桑那大學領導的研究發現，高爾夫球車大小的DART與金字塔大小的小行星Dimorphos相撞，導致后者圍繞另一顆小行星運行的軌道縮小——現在運行一周的時間比撞擊前快了33分鐘。這意味著，如果探測到一顆危險的小行星正朝地球飛來，撞擊它可能會使其偏離地球。

約翰斯·霍普金斯大學領導的研究將探測器的軌道數據與小行星撞擊前的表面照片結合起來，發現當DART以6公里/秒的速度沖向Dimorphos時，首先被擊中的是DART的一塊太陽能電池板，它撞上了一塊6.5米寬的巨石。幾微秒后，飛船主體與巨石旁邊的巖石表面相撞，價值3.3億美元的DART被撞得粉碎。

這次撞擊使43億公斤的Dimorphos噴射出至少100萬公斤的巖石。這些碎片形成了一條尾巴，在小行星后面延伸了數萬公里。在數周時間內，各種望遠鏡觀察到這條尾巴在太陽光線下的移動和變化。其中，哈勃太空望遠鏡甚至還發現了第二條尾巴，但在撞擊18天后就消失了。

Dimorphos寬151米，圍繞較大的小行星Didymos運行。NASA的目標是改變Dimorphos的軌道，使天文學家能夠通過用地面望遠鏡監測Dimorphos的亮度來發現其變化。無論現在還是將來，這兩顆小行星都不會對地球構成威脅。

DART接近Dimorphos時拍攝的圖像顯示，這顆小行星看起來像一個被巨石覆蓋的雞蛋。它似乎是一堆松散的碎石，幾乎沒有靠引力結合在一起——當DART擊中小行星時，它的表面會發生劇烈的破碎。

約翰斯·霍普金斯大學應用物理實驗室行星科學家Carolyn Ernst指出，更多細節的發現有助于研究人員了解為什么這次撞擊能如此成功地使小行星發生偏移。

關于Dimorphos軌道變化的原因，其中一個說法是，DART擊中了距離小行星中心約25米的地方，使其沖擊力最大化。另一種說法是，撞擊小行星時有大量碎石飛出，由此產生的后坐力使小行星進一步偏離了之前的軌道。約翰斯·霍普金斯大學的研究人員估計，這種碎石的噴射意味著Dimorphos增加的動量幾乎是DART的4倍。

研究人員認為，雖然NASA只在一顆小行星上演示了這項技術，但相關效果或可用于消除未來由小行星構成的危險。

研究人員正在繼續研究DART的數據，以了解更多關于Dimorphos和Didymos的物理、化學和地質信息。他們在小行星被撞擊之前、期間和之后用望遠鏡觀測了這些小行星，并發現在DART撞擊后，小行星似乎突然變得更紅。

NASA紅外望遠鏡還發現小行星隨后開始變藍。北亞利桑那大學行星科學家Cristina Thomas解釋說，撞擊穿透了小行星風化的內部，暴露了部分內部結構，使小行星在撞擊后幾個小時內呈現藍色。

據悉，科學家將在2026年底近距離觀察這次撞擊的后果，屆時歐洲空間局的赫拉飛船將抵達Dimorphos。研究人員很想知道DART撞擊留下了什么樣的隕石坑。與此同時，詳細的科學觀測將持續數周，直到Didymos和Dimorphos遠離地球，無法被望遠鏡觀測到。（原標題《《自然》連發5篇論文 飛船撞擊：小行星“掉肉”100萬公斤》）

相關論文信息：

https://doi.org/10.1038/s41586-023-05805-2

https://doi.org/10.1038/s41586-023-05810-5

https://doi.org/10.1038/s41586-023-05811-4

https://doi.org/10.1038/s41586-023-05878-z

https://doi.org/10.1038/s41586-023-05852-9