哈勃观测到从小行星 Dimorphos 中逸出的岩石

这张哈勃太空望远镜拍摄的小行星 Dimorphos 图像是由 NASA 的 DART（双小行星重定向测试）任务于 2022 年 12 月 19 日拍摄的，即小行星撞击事件大约四个月后。 哈勃望远镜的灵敏度显示出几十块岩石因撞击力而从小行星上破碎。 这些是哈勃在太阳系内拍摄到的最微弱的天体之一。 根据哈勃光度测量，自由落体岩石的尺寸从 3 英尺到 22 英尺宽不等。 他们正在以每小时半英里多一点的速度远离小行星。 这一发现为了解小行星被旨在改变其轨道的射弹击中时的行为提供了宝贵的见解。 图片来源：NASA、ESA、David Jewett (UCLA) 和 Alyssa Pagan (STScI)

2022 年 DART 任务的撞击震动了小行星的表面

对不起，小鸡，天不会塌下来——至少现在还没有。

小行星撞击确实存在与地球相撞的风险。 科学家估计，6500万年前，一颗直径数英里的小行星撞击地球，导致恐龙和其他生命形式大规模灭绝。 与恐龙不同，如果我们开始练习如何使接近地球的小行星脱轨，人类就可以避免这种命运。

这比《深度冲击》等科幻电影中描述的要困难得多。 行星科学家首先需要弄清楚如何对小行星进行分组。 飞舞的是松散聚集的岩石堆，还是更坚固的东西？ 这些信息将有助于提供如何成功偏转威胁小行星的策略。

作为第一步， 美国宇航局 他进行了一项粉碎小行星的实验，看看它有多不安。 DART（双小行星重定向测试）航天器于 2022 年 9 月 26 日撞击小行星 Dimorphos。天文学家使用 哈勃太空望远镜 继续关注宇宙碰撞的影响。 令人惊讶的是发现了数十块在小行星崩溃后从小行星上升起的岩石。 在哈勃图像中，它们似乎是一群蜜蜂，非常缓慢地远离小行星。 这可能意味着撞击接近地球的小行星可能会导致一群危险的岩石朝我们的方向飞去。

小行星 Dimorphos 的图像，带有指南针和卷尺箭头以及供参考的色键。
北向和东向罗盘箭头显示图像在天空中的方向。 请注意，天空中北和东之间的关系（从下面看）相对于地球地图上的方向箭头（从上面看）是相反的。
左下角的亮白色物体是 Dimorphos。 它有一条蓝色的尘埃尾巴，斜向右上角延伸。 一组蓝点（用白色圆圈标记）围绕着小行星。 这些是 2022 年 9 月 26 日，NASA 故意将半吨重的 DART 航天器撞向小行星时从小行星上破碎的岩石，以测试如何阻止未来一些小行星撞击地球。 哈勃望远镜于 2022 年 12 月使用宽视场相机 3 对慢动作岩石进行了成像。颜色是为单色（灰度）图像分配蓝色色调的结果。
图片来源：NASA、ESA、David Jewett (UCLA) 和 Alyssa Pagan (STScI)

1954 年的标志性摇滚歌曲“Shake, Rattle and Roll”可能会成为哈勃太空望远镜最近发现的主题音乐，这些发现涉及 NASA DART（双小行星重定向测试）实验后小行星 Dimorphos 发生的情况。 DART 于 2022 年 9 月 26 日有意撞击 Dimorphos，稍微改变了其围绕较大小行星 Didymos 的轨道轨迹。

天文学家利用哈勃非凡的灵敏度检测到了一群岩石，这些岩石很可能是在 NASA 故意将半吨重的 DART 航天器以每小时近 14,000 英里的速度撞向 Dimorphos 时从小行星上震动而来的。

根据哈勃光度测量，这 37 块无壳岩石的尺寸从 3 英尺到 22 英尺宽不等。 他们正在以每小时半英里多一点的速度远离小行星——大约是一只巨龟的行走速度。 这些发现的岩石的总质量约为 Dimorphos 质量的 0.1%。

这是小行星 Dimorphos 的最后一张完整图像，由 NASA 的 DART（双小行星重新定向测试）航天器在撞击前两秒拍摄到。 Didymus 侦察相机和小行星光学导航相机 (DRACO) 捕获了小行星 100 英尺宽的区域。 当 DART 航天器接近小行星时，将 DRACO 相机的这些图像实时传输回地球。 DART 于 2022 年 9 月 26 日成功实现其目标。图片来源：NASA、APL

“这是一次令人着迷的观察，比我预期的要好得多。我们看到一团岩石云携带着质量和能量远离了撞击目标。岩石的数量、大小和形状与因撞击而从 Dimorphos 表面掉落的情况一致，”加州大学洛杉矶分校的行星科学家 David Jewett 说，他一直在使用哈勃望远镜跟踪达特撞击期间和之后小行星的变化。“这第一次告诉我们，当你撞击小行星并看到更大尺寸的物质出现时会发生什么。” 岩石是太阳系内拍摄到的最脆弱的物体之一。 ”

Jewett 表示，这为研究 DART 实验的效果开辟了新的维度 欧洲航天局即将推出的 HERA 航天器将于 2026 年末抵达双星小行星。HERA 将对目标小行星进行详细的撞击后调查。 “当赫拉到达时，岩石云仍会消散，”朱伊特说。 “这就像一群非常缓慢扩张的蜜蜂，最终会沿着双星对绕太阳的轨道分散。”

此图描绘了美国宇航局航天器在 Didymos 双小行星系统中碰撞之前进行双小行星重定向测试 (DART)。 图片来源：NASA/约翰霍普金斯大学 APL/Steve Gribben

这些岩石很可能不是由撞击造成的小行星碎裂的。 从 DART 航天器在撞击前两秒拍摄的最后一张特写图像中可以看出，它们已经散布在小行星表面，当时小行星距离表面仅 7 英里。

朱厄特估计，此次撞击震动了小行星表面 2% 的岩石。 他说哈勃进行的岩石观测也给出了 DART 陨石坑大小的估计。 “在 Dimorphos 表面大约 160 英尺宽（一个足球场的宽度）的圆圈中挖掘岩石是可能的，”他说。 赫拉最终将确定实际的洞尺寸。

很久以前，Dimorphos 可能是由较大的小行星 Didymus 抛入太空的物质形成的。 除其他情况外，母体可能旋转得太快，或者可能因与另一个物体的轻微碰撞而丢失材料。 喷射出的物质形成一个环，该环在重力作用下融合形成二晶型。 这将使它成为一堆由相对较弱的重力松散固定的岩石碎片组成的飞行碎石堆。 因此，内部可能不是实心的，而是具有很像一串葡萄的结构。

目前尚不清楚这些岩石是如何从小行星表面升起的。 它可能是哈勃和其他天文台拍摄到的喷射羽流的一部分。 或者撞击产生的地震波可能会穿过小行星振动——就像用锤子敲击钟一样——导致表面碎片失去振动。

“如果我们在未来的哈勃观测中跟踪岩石，我们可能有足够的数据来查明岩石的轨迹。然后我们将看到它们从表面发射的方向，”朱伊特说。

DART 和 LICIACube（用于小行星成像的意大利轻型立方体卫星）团队还研究了 LICIACube 的 LUKE（LICIACube Unit Key Explorer）相机在 DART 动能撞击后几分钟内拍摄的图像中检测到的岩石。

哈勃太空望远镜是美国宇航局和欧洲航天局之间的一个国际合作项目。 该望远镜由位于马里兰州格林贝尔特的美国宇航局戈达德太空飞行中心管理。 位于马里兰州巴尔的摩的太空望远镜科学研究所（STScI）负责哈勃和韦伯的科学运作。 STScI 由位于华盛顿特区的天文学研究大学协会为 NASA 运营