2022年美國用航天器撞擊了一個小行星,如今撞擊細節揭露

2023年3月1日NASA公布了人類首次撞擊小行星的后續研究,研究顯示了撞擊后約17小時后的場景,小行星產生了兩條細長尾巴以及行星防御的可行性。

哈勃拍攝被撞擊后的小行星
事件回顧2021年11月23日,人類從地球發射了一個名叫雙小行星重定向測試(簡稱DART飛鏢)的航天器,重約610KG。

DART航天器撞擊小行星藝術圖
這個航天器發射的目的是撞擊一個距離地球約1100萬公里,直徑約160米的小行星-- 迪莫費斯。

航天器撞擊前2分鐘拍攝的迪莫費斯
迪莫費斯是一個名叫 迪蒂費斯小行星的衛星(迪蒂費斯的直徑約為780米)。

DART撞擊前月2.5分鐘拍攝的雙小行星,左下為780米的迪蒂費斯,圖片中央為此次撞擊目標(160米的迪莫費斯)
迪莫費斯以11.9個小時(撞擊之前)的周期圍繞迪蒂費斯旋轉。
飛鏢航天器2021年11月從地球發射,2022年9月26日以大約每小時24000公里的速度撞向了迪莫費斯。

撞擊前11秒拍攝的圖像

撞擊前2秒拍攝的表面

飛鏢航天器釋放的小型探測器拍攝的撞擊畫面

韋伯望遠鏡拍攝的撞擊畫面
飛鏢航天器最終的撞擊,使得迪莫費斯的軌道周期發生了約33分鐘的改變。
這是人類第一次進行主動防御實驗所取得的成果。
這次的實驗向我們證明了兩件事情:第一,航天器的自主導航可以精準成功的撞擊漆黑深空的小天體。第二,撞擊可以有效的改變小行星的軌道。這為以后防御小行星撞擊地球提供了寶貴的經驗及數據。
為何撞擊在地球軌道的附近,有很多無處不在的小天體,我們稱之為 近地小天地。
地球距太陽的平均距離是1AU(1.5億公里),而近地小天體的軌道范圍是距太陽0.98AU至1.3AU。
這些近地小天體中有一些會和地球的軌道存在交叉,并且其直徑若是大于140米的話,它們就會很危險,可能會對我們的生存造成威脅,所以視這樣的小天體為, 潛在威脅的天體。
根據小行星研究中心的數據顯示,截止2023年3月天文學家已經發現了 31552顆近體小天體,而其中 2325顆是屬于潛在威脅的行列,它們游離在地球的周圍,若是軌道稍微的改變,都有可能給我們帶來滅頂之災。

小行星研究中心數據
所以為了應對這樣的危險,天文學家們提出了許多應對措施,比如航天器牽引(發射一個航天器牽引小行星使其軌道改變)、核彈轟炸(發射核彈轟炸小行星使其軌道改變)、以及航天器撞擊。
但這些想法都是理論中的措施,我們并不知道這些方法是否有效,所以之后便有了進行主動防御實驗的想法,飛鏢航天器便由此誕生。
撞擊后的研究2022年9月26日撞擊后,雖然撞擊畫面以及結果都相繼公布,但關于撞擊的科學研究卻是在2023年3月1日陸續發布。
2023年3月1日《自然》科學期刊連發5篇論文,這5篇論文揭露了撞擊的最后時刻以及撞擊產生的碎片變化。
根據研究的顯示,航天器撞擊的地方距離小行星的中心大約25米,撞擊時先是一面太陽能電池板觸地,撞擊產生了大約100萬公斤的巖石碎片被拋向太空,這些巖石碎片在太空產生了一些復雜的變化。

航天器撞擊位置示意(長方形白框為電池板、正方形白框為主體)

航天器撞擊還原示意
航天器在撞擊后,巖石碎片以超過每小時6.4公里的速度飛出小行星表面,隨后在小行星的引力干擾下形成一個圓錐狀結構,并帶有長而細的細絲。
在撞擊后大約 17 小時,碎片模式進入第二階段。雙星系統的引力相互作用開始扭曲噴出形成的圓錐形狀,這時結構可以看到旋轉的風車狀特征(這與雙星的引力有關),隨后碎片逐漸形成一條形似彗星的尾巴,幾天后,這條尾巴一分為二,變成雙尾,綿延數萬公里持續數月之久。

哈勃拍攝的撞擊后雙尾
除過這些細節的揭露,同時研究結果也表明,用航天器撞擊小行星是進行行星防御的一種可行方法。
2024 年 10 月歐洲航天局預計會發射一個名叫Hera航天器,它會在發射兩年后到達 迪莫費斯Didymos,對航天器的撞擊以及小行星的改變做出深入的研究。


[圖擷取自網路,如有疑問請私訊]

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