2022年9月26日，在撞擊前不到兩分鐘，行星學(xué)DART拍攝了小行星Dimorphos。撞擊西安按摩上門服務(wù)電話【電話微信192=1819=1410提供外圍女上門服務(wù)快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達(dá) (Image credit: NASA/JHUAPL)
（神秘的美國(guó)地球uux.cn）據(jù)美國(guó)太空網(wǎng)（By Sharmila Kuthunur）：美國(guó)宇航局的雙小行星重定向測(cè)試(DART)任務(wù)有兩個(gè)主要目標(biāo):表明小行星可以在高速相遇中成為目標(biāo)，并證明目標(biāo)的航空航天軌道可以改變——如果危險(xiǎn)的太空巖石迎面而來(lái)，天文學(xué)家希望將這項(xiàng)技術(shù)用于行星防御。月后
“DART已經(jīng)成功地做到了這兩點(diǎn)，詩(shī)般”天文學(xué)家在一項(xiàng)新的行星學(xué)研究中報(bào)告說。該任務(wù)的撞擊巨大成功表明，像DART這樣的美國(guó)“動(dòng)能撞擊器”是一種“必要時(shí)潛在保護(hù)地球的可行技術(shù)”，研究人員在另一項(xiàng)新研究中指出。航空航天
這兩項(xiàng)研究是月后周三(3月1日)在線發(fā)表在《自然》雜志上的五篇DART論文中的一部分。在這五項(xiàng)研究中，詩(shī)般天文學(xué)家分享了該任務(wù)的行星學(xué)其他發(fā)現(xiàn)，使用的撞擊數(shù)據(jù)是探測(cè)器在2022年9月26日與2560英尺寬(780米)的小行星迪狄莫斯的衛(wèi)星迪莫爾福斯碰撞之前以及碰撞后發(fā)送回家的數(shù)據(jù)。
最新的結(jié)果集中在重建DART的最后時(shí)刻；精確計(jì)算航天器改變其目標(biāo)軌道的程度；迪莫爾福斯令人費(fèi)解的雙尾；以及全球公民科學(xué)望遠(yuǎn)鏡網(wǎng)絡(luò)捕捉到的關(guān)鍵任務(wù)時(shí)刻。
雖然研究人員仍在研究DART數(shù)據(jù)，但他們已經(jīng)在開發(fā)一個(gè)續(xù)集任務(wù):歐洲航天局的Hera航天器，計(jì)劃于2024年10月發(fā)射，兩年后到達(dá)Didymos。預(yù)計(jì)赫拉將詳細(xì)研究迪狄莫斯-迪莫爾福斯系統(tǒng)，包括達(dá)特俯沖形成的隕石坑。
"這種情況對(duì)于行星探索來(lái)說是罕見的，非常令人興奮！"約翰·霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室(APL)的行星科學(xué)家卡羅琳·恩斯特是其中一項(xiàng)研究的合著者，她在一封電子郵件中告訴Space.com。西安按摩上門服務(wù)電話【電話微信192=1819=1410提供外圍女上門服務(wù)快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達(dá)
DART最后時(shí)刻的細(xì)節(jié)
研究人員在新論文中報(bào)告說，在撞擊前一個(gè)月，DART探測(cè)器開始每五個(gè)小時(shí)向家里發(fā)送一次照片，這些照片由地面光學(xué)導(dǎo)航小組處理。
大約在撞擊前四個(gè)小時(shí)，研究人員將控制權(quán)移交給DART，并允許它使用其自主智能導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行導(dǎo)航，該系統(tǒng)還處理船上的圖像，首先識(shí)別Didymos，然后識(shí)別Dimorphos。
研究小組已經(jīng)知道，在這段時(shí)間的大部分時(shí)間里，Dimorphos將隱藏在航天器的視野之外，所以他們讓DART向Didymos移動(dòng)，直到它能夠探測(cè)到Dimorphos，這是兩者中較小和較暗的一個(gè)，研究人員說，它在撞上它之前73分鐘做到了。
恩斯特說:“第一次看到它真是太棒了——以前從來(lái)沒有人獲得過清晰的迪莫爾福斯圖像。這張照片顯示，迪莫爾福斯的表面布滿了巨石，類似于由碎石堆成的小行星，如Ikotawa、貝努鳥或Ryugu。
研究人員在五項(xiàng)新研究中的一項(xiàng)中指出，大約在墜毀前2.5分鐘，DART探測(cè)器停止機(jī)動(dòng)以穩(wěn)定下來(lái)，并減少最終圖像中的抖動(dòng)和模糊。在整個(gè)階段，航天器每秒鐘點(diǎn)擊一張圖像，包括其撞擊點(diǎn)的照片，一片覆蓋9472平方英尺(880平方米)的二形態(tài)——這是它在按計(jì)劃墜入小行星上的兩個(gè)大石塊之間之前1.8秒發(fā)送回家的最后一件事。
DART以73度角接近Dimorphos，并使其太陽(yáng)能電池陣列略微傾斜，因此探測(cè)器在撞擊前擦過其中一個(gè)巨石。在這項(xiàng)任務(wù)之前，研究人員對(duì)二形態(tài)化石的樣子幾乎一無(wú)所知——它可能是從一堆碎石到一塊大石頭的任何東西。
使用DART的數(shù)據(jù)，研究人員在一種稱為立體攝影測(cè)量的技術(shù)的幫助下模擬了小行星的形狀，這種技術(shù)通常用于模擬小天體的形狀。他們發(fā)現(xiàn)Dimorphos是一個(gè)扁球體，像一個(gè)橄欖球，直徑為580英尺(177米)。
“很明顯，它看起來(lái)像一堆石頭！”她補(bǔ)充說，她對(duì)這顆小行星看起來(lái)有多橢圓感到驚訝。
恩斯特說，她的團(tuán)隊(duì)正在研究新的模型和實(shí)驗(yàn)，以更好地了解DART撞擊期間到底發(fā)生了什么，以及該事件如何改變小行星的軌道和旋轉(zhuǎn)，所有這些對(duì)于將這種動(dòng)力學(xué)撞擊技術(shù)應(yīng)用于行星防御來(lái)說都是必不可少的。
“還有很多很多東西要學(xué)，”她說。
撞擊是如何如此戲劇性地改變了Dimorphos的軌道
當(dāng)DART撞上Dimorphos時(shí)，飛船按照設(shè)計(jì)撞上了Dimorphos的主半球，即巖石繞太陽(yáng)運(yùn)行時(shí)面向前方的半球。研究人員以這種方式計(jì)劃撞擊，以便最大限度地將動(dòng)量從航天器轉(zhuǎn)移到小行星，幫助推動(dòng)它更接近土衛(wèi)二。
此前，這顆小行星每隔11小時(shí)55分鐘繞狄莫斯一周。天文學(xué)家在2022年10月宣布，DART成功地將Dimorphos的軌道縮短了32分鐘，其中一項(xiàng)新的研究將這一時(shí)間調(diào)整為33分鐘。
想象一下這種影響就像在太空中打臺(tái)球一樣:一個(gè)固體航天器撞上了一個(gè)固體小行星，沒有任何物質(zhì)被噴射出來(lái)。在這種情況下，研究人員預(yù)計(jì)DART將從Dimorphos的軌道上減去7分鐘。(DART只需將軌道周期縮短73秒，就被譽(yù)為成功。)
然而，如果小行星被證明是一堆相對(duì)松散的巖石，研究人員估計(jì)軌道變化要高得多，高達(dá)40分鐘。
一項(xiàng)新的研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)DART墜入Dimorphos時(shí)，它證實(shí)了后一種情況:至少220萬(wàn)磅(100萬(wàn)公斤)的爆炸物質(zhì)提供了額外的動(dòng)量，這是將小行星的軌道周期縮短33分鐘的關(guān)鍵。
“我和團(tuán)隊(duì)中的許多人一樣，驚訝地發(fā)現(xiàn)如此大的動(dòng)量轉(zhuǎn)移，”安德魯·程(Andrew Cheng)在一封電子郵件中告訴Space.com，他是這項(xiàng)研究(在新選項(xiàng)卡中打開)的主要作者，該研究測(cè)量了DART向Dimorphos的動(dòng)量轉(zhuǎn)移。
研究人員已經(jīng)預(yù)測(cè)到這可能會(huì)發(fā)生，所以這并不完全是一個(gè)驚喜——但仍然令人興奮。爆炸物質(zhì)的作用類似于一把被觸發(fā)的槍:由于后坐力，它向后踢向迪莫爾福斯，增加了轉(zhuǎn)移到小行星上方的動(dòng)量，超過了達(dá)特的質(zhì)量和速度本身可能產(chǎn)生的影響。
當(dāng)探測(cè)器接近小行星系統(tǒng)時(shí)，研究人員使用DART的DRACO儀器記錄了Didymos和Dimorphos相對(duì)于彼此的位置。北亞利桑那大學(xué)的天文學(xué)家、一項(xiàng)最新研究的合著者克里斯蒂娜·托馬斯(Cristina Thomas)在一封電子郵件中告訴Space.com，這些圖像包括DART的最后時(shí)刻，是對(duì)分析的“一個(gè)奇妙的補(bǔ)充”。
研究小組在研究中指出，利用來(lái)自七大洲望遠(yuǎn)鏡的數(shù)據(jù)，計(jì)算了Dimorphos軌道33分鐘的變化，“盡管在我們所有的觀察中都存在噴出物”。研究小組還發(fā)現(xiàn)，DART的墜毀并沒有改變Didymos圍繞小行星duo質(zhì)心的軌道周期，仍然是2.26小時(shí)。
這項(xiàng)測(cè)試是第一次也是迄今為止唯一一次表明我們可以使用像DART這樣的動(dòng)能撞擊物來(lái)偏轉(zhuǎn)小行星。由于許多小行星都是類似的巖石碎片堆，研究人員表示，像DART這樣的航天器撞擊產(chǎn)生的物質(zhì)會(huì)導(dǎo)致顯著的額外動(dòng)量，從而導(dǎo)致目標(biāo)發(fā)生更大的偏轉(zhuǎn)。
“這意味著我們可以在更短的預(yù)警時(shí)間內(nèi)改變小行星的路徑，”托馬斯說。"如果我們需要轉(zhuǎn)移一個(gè)真實(shí)的目標(biāo)，這個(gè)事實(shí)將會(huì)非常重要。"
神秘的孿生尾巴仍然無(wú)法解釋
我們知道十幾個(gè)活躍的小行星，它們是太空巖石，看起來(lái)像小行星，但行為像彗星，尾巴有時(shí)會(huì)延伸100萬(wàn)英里(160萬(wàn)公里)。雖然天文學(xué)家認(rèn)為小行星碰撞可能導(dǎo)致了這些特征，但他們從未直接觀察到這一過程。
因此，當(dāng)DART撞上Dimorphos時(shí)，研究人員有一個(gè)罕見的前排座位來(lái)觀看它沖出小行星時(shí)噴射出的碎片。根據(jù)一項(xiàng)新的研究(在新標(biāo)簽中打開)，該小組使用哈勃太空望遠(yuǎn)鏡對(duì)撞擊后15分鐘開始的噴出物進(jìn)行了18.5天的成像。
撞擊后不久，噴出的物質(zhì)變形為類似圓錐的形狀，各種大小的巖石塊飛到距離小行星310英里(500公里)遠(yuǎn)的地方。研究人員說，這些不均勻的噴出物表明，雙形態(tài)行星可能有一個(gè)礫石表面，但內(nèi)部是碎石堆。
碰撞三小時(shí)后，第一個(gè)塵埃尾以與噴出物圓錐體相反的方向出現(xiàn)，來(lái)自太陽(yáng)的輻射將其拉伸了930多英里(1500公里)——以至于“超過了我們圖像的空間覆蓋范圍，”研究人員在研究中指出。
他們?cè)?0月2日和10月5日之間觀察到了第二個(gè)尾巴形式，散射塵埃的增加降低了Didymos系統(tǒng)的整體亮度。研究小組追蹤這條尾巴，直到兩周半后它消失。雖然天文學(xué)家知道一些有雙尾的小行星，但他們沒想到雙生子會(huì)炫耀它們。
“當(dāng)我第一次看到這些圖像時(shí)，”亞利桑那州圖森市行星科學(xué)研究所的天文學(xué)家、該研究的第一作者李建陽(yáng)在一封電子郵件中告訴Space.com，“我覺得我的眼睛在欺騙我，或者圖像可能有一些問題?！?br>雖然研究人員還不知道雙尾是如何形成的，但李說，這可以解釋為一些被炸開的巖石再次撞擊雙尾或雙尾，或者更大的巖石碰撞，然后分裂成小塊。
李說，直徑幾厘米的較小噴射粒子可能會(huì)在Didymos-Dimorphos系統(tǒng)中懸浮幾個(gè)月，而較大的粒子可能會(huì)存在更長(zhǎng)時(shí)間，只要它們不撞擊Didymos或Dimorphos，或者離它們太近。
從哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的圖像中可以看到從Didymos-Dimorphos小行星系統(tǒng)噴射出的兩條塵埃尾巴，記錄了美國(guó)宇航局2022年9月26日雙小行星重定向測(cè)試(DART)影響的揮之不去的后果。(Image credit: NASA, ESA, STScI, Jian-Yang Li (PSI); Image Processing: Joseph DePasquale)
公民天文學(xué)家捕捉到DART墜毀的關(guān)鍵時(shí)刻
雖然這項(xiàng)任務(wù)是少數(shù)幾個(gè)依靠地面觀測(cè)成功的任務(wù)之一，但在DART墜毀時(shí)，地球上很少有地方能看到Didymos系統(tǒng)。
因此，盡管這項(xiàng)任務(wù)很重要，“天文學(xué)家不能只是動(dòng)用他們最好的望遠(yuǎn)鏡(比如夏威夷的凱克望遠(yuǎn)鏡)來(lái)觀察它，因?yàn)樗麄儧]有在正確的時(shí)間出現(xiàn)在正確的地點(diǎn)，”加利福尼亞州山景城SETI(搜尋外星智慧生物)研究所的天文學(xué)家阿里爾·格雷科夫斯基在一封電子郵件中告訴Space.com。
天文學(xué)家還擔(dān)心雙態(tài)星云移動(dòng)得太快，哈勃甚至強(qiáng)大的詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡都無(wú)法捕捉到好的圖像。幸運(yùn)的是，兩臺(tái)望遠(yuǎn)鏡同步工作，記錄了寶貴的數(shù)據(jù)。但是他們的觀測(cè)被延遲了至少15分鐘，因此沒有包括撞擊時(shí)的圖像。
因此，印度洋留尼旺島和肯尼亞內(nèi)羅畢的市民天文學(xué)家使用Unistellar eVscope，這是在DART墜毀期間觀察Didymos系統(tǒng)的最小望遠(yuǎn)鏡之一。根據(jù)得到的數(shù)據(jù)，研究小組估計(jì)塵埃云的質(zhì)量是雙耳蝠的0.3%到0.5%。
“這個(gè)望遠(yuǎn)鏡網(wǎng)絡(luò)是最好的工具，甚至可能是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的必要工具，”Graykowski說，他是一項(xiàng)研究(在新選項(xiàng)卡中打開)的主要作者，該研究報(bào)告了使用公民科學(xué)望遠(yuǎn)鏡對(duì)DART撞擊的觀察(在新選項(xiàng)卡中打開)。
Graykowski說，她的團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn)，這次撞擊使系統(tǒng)的亮度增加了2.29倍，或近10倍，以至于有人猜測(cè)Dimorphos分裂了。兩周多一點(diǎn)后，小行星恢復(fù)了原來(lái)的亮度，研究結(jié)果證實(shí)了Dimorphos是安全和健康的，盡管質(zhì)量較小。
"這很好，因?yàn)槟繕?biāo)是偏轉(zhuǎn)小行星，而不是摧毀它！"格雷科夫斯基說。
除了系統(tǒng)亮度增加之外，她的團(tuán)隊(duì)還注意到，在達(dá)特跳入水中后不久，迪蒂莫斯稍微有點(diǎn)發(fā)紅。Graykowski說，這種顏色的變化可能是因?yàn)槲覀儗?duì)厚塵埃云的視角或者它的輻射物質(zhì)。研究人員在美國(guó)宇航局的深度撞擊飛船撞上坦普爾1號(hào)彗星時(shí)，在厚厚的塵埃云中看到了類似的變紅效應(yīng)，一旦塵埃云消退，彗星的顏色就會(huì)恢復(fù)正常。
Graykowski說，這項(xiàng)新的研究是SETI研究所的八名天文學(xué)家和許多公民科學(xué)家之間的合作，從業(yè)余愛好者到物理學(xué)和天文學(xué)教授，他們自愿分享他們對(duì)DART影響的觀察。
“宇宙公民天文學(xué)家絕對(duì)是這項(xiàng)工作背后的驅(qū)動(dòng)力，”Graykowski說?！霸诮邮?論文)后，我們都同意在我們各自的世界里用一塊奶酪蛋糕來(lái)慶祝！” |
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