美国国家航空航天局的DART任务揭示了新的目标双星小行星系统

在Didymos上观察到的各种地质特征帮助研究人员讲述了Didymos起源的故事。小行星的三角形脊（左起第一幅）和所谓的平滑区域，以及可能更古老、更粗糙的“高地”区域（左起第二幅）可以通过由海拔控制的坡度过程的组合来解释。第四个面板显示了Didymos在形成Dimorphos时可能经历的旋转中断的影响。图片来源：uux.cn约翰斯·霍普金斯大学APL/Olivier Barnouin

（神秘的地球uux.cn）据美国宇航局（Patricia Talbert）：在研究美国国家航空航天局的DART（双小行星重定向测试）任务收集的数据时，该任务于2022年发射了一艘航天器故意与小行星小卫星Dimorpos碰撞，该任务的科学团队发现了有关目标双星系统起源的新信息，以及为什么DART航天器在改变Dimorpos轨道方面如此有效。

在最近发表在《自然通讯》上的五篇论文中，该团队探索了由小卫星Dimorpos和母小行星Didymos组成的双星系统的地质，以描述其起源和演化，并限制其物理特征。

美国国家航空航天局华盛顿总部太阳系小天体首席科学家托马斯·斯塔特勒说：“这些发现让我们对小行星随时间变化的方式有了新的认识。”。“这不仅对了解作为行星防御重点的近地天体很重要，而且对我们从这些行星形成的残骸中读取太阳系历史的能力也很重要。这只是我们从DART获得的丰富新知识的一部分。”

马里兰州劳雷尔约翰霍普金斯应用物理实验室（APL）的Olivier Barnouin和Ronald Louis Ballouz领导了一篇论文，分析了这两颗小行星的地质，并得出了关于其表面材料和内部性质的结论。根据意大利航天局（ASI）提供的DART及其附带的LICIACube立方体卫星拍摄的图像，该团队观察了较小的小行星Dimorphos的地形，其特征是不同大小的巨石。相比之下，较大的小行星Didymos在较低海拔处更平滑，尽管在较高海拔处岩石较多，陨石坑比Dimorphos更多。作者推断，Dimorphos可能是在一次大规模的大规模裁员事件中从Didymos分离出来的。

有一些自然过程可以加速小行星的自转，越来越多的证据表明，这些过程可能是重塑这些天体，甚至迫使物质从其表面旋转的原因。

分析表明，Didymos和Dimorphos的表面特征都很弱，这使得研究小组认为Didymos的表面年龄比Dimorphoss大40-130倍，前者估计为1250万年，后者不到30万年。Dimorphos的低表面强度可能是DART对其轨道产生重大影响的原因。

Barnouin说：“DART在Didymos系统收集的图像和数据为近地小行星双星系统的近距离地质观察提供了独特的机会。”。“仅从这些图像中，我们就能够推断出关于Didymos和Dimorphos的地球物理性质的大量信息，并扩展了我们对这两颗小行星形成的理解。我们也更好地理解了为什么DART在移动Dimorphoss方面如此有效。”

罗马国家天体物理研究所（INAF）的Maurizio Pajola和合著者领导了一篇论文，比较了各种巨石的形状和大小及其在两颗小行星表面的分布模式。他们确定Dimorphos的物理特征表明它是分阶段形成的，可能是从其母小行星Didymos继承的物质。这一结论强化了普遍的理论，即一些双星小行星系统是由一颗较大的主小行星的残骸堆积成一颗新的小行星小卫星而产生的。

同样来自INAF的Alice Lucketti及其同事发现，热疲劳——一种由热量引起的材料的逐渐减弱和开裂——可能会迅速破坏Dimorphos表面的巨石，产生表面线，并比以前想象的更快地改变这种小行星的物理特征。DART任务可能是首次在这类小行星上观测到这种现象。

在法国图卢兹ISAE-SUPAERO的研究员Naomi Murdoch及其同事的监督下，由学生Jeanne Bigot和Pauline Lombardo领导的一篇论文确定，Didymos的承载力——表面支撑施加载荷的能力——至少比地球或月球土壤上的干沙低1000倍。这被认为是理解和预测表面响应的重要参数，包括用于置换小行星的目的。

同样来自ISAE-SUPAERO的Colas Robin和合著者分析了Dimorphos上的地表巨石，并将其与其他碎石堆小行星（包括Itokawa、Ryugu和Bennu）上的巨石进行了比较。研究人员发现，这些巨石具有相似的特征，这表明所有这些类型的小行星都是以相似的方式形成和演化的。该团队还指出，DART撞击现场周围巨石的细长性质意味着它们可能是通过撞击加工形成的。

这些最新发现形成了对Didymos系统起源的更有力的概述，并增加了对这些行星体是如何形成的理解。随着欧空局（欧洲航天局）的赫拉任务准备在2026年重新访问DART的碰撞现场，以进一步分析首次行星防御测试的后果，这项研究为赫拉将发现什么并为当前和未来的探索任务做出贡献提供了一系列测试，同时增强了行星防御能力。

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