人類首次撞擊小行星的任務，產生了出人意料的副作用

2022年9月26日，一個重約610公斤的探測器，以大約每秒6.2公里的速度撞擊了一顆名為迪莫弗斯（Dimorphos）的小行星。

此次撞擊來自NASA的“雙小行星重定向測試”任務（Double Asteroid Redirection Test，簡稱DART），其目的是探索人類通過動能撞擊偏轉小行星軌道的可行性，而這也是人類首次撞擊小行星的任務。

據了解，迪莫弗斯是一顆直徑約為160米的小行星，它與另一顆名為迪迪莫斯（Didymos）的小行星組成了一個雙小行星系統，相比之下，迪迪莫斯的個頭更大，其直徑約為780米。

最初公布的結果顯示，此次撞擊讓小行星的軌道周期縮短了大約32分鐘，從而證明了人類確實可以通過物理撞擊改變小行星的運行軌道。

引人注目的是，根據后續的研究，這次撞擊產生了出人意料的副作用，其復雜程度遠遠超出預期。下面我們來看看這具體是怎么回事。

相信很多人都會認為，探測器撞上去，主要是靠自身的動量去推動小行星，但實際情況卻并非如此。

事實上，真正起主導作用的，是撞擊后噴射出來的大量碎片，其原理簡單來講就是，探測器撞擊時，會把小行星表面的物質“炸飛”，其產生的碎片高速向外噴出，進而給小行星帶來額外的推動力。

研究人員用一個叫“β值”的參數來衡量這種增強效應，在此次撞擊中，這個值大約是3.6，意思是說，碎片帶來的額外推動力，是探測器本身的3.6倍。

事情到這里基本上還算在意料之中，但接下來就開始出人意料了。

首先是形狀變化。人們原本認為，這種撞擊最多就是在表面留下一個坑，但后來的觀測發現，迪莫弗斯整個形狀都變了。

研究人員將其形容為，它原來像是一個扁平的漢堡，撞完之后卻變成了更細長的橄欖球。

這就說明了，這顆小行星并不是一整塊堅硬的巖石，而更像是一堆“碎石”堆在一起的松散結構，它們靠引力和微弱的靜電力勉強維系在一起，一旦受到沖擊，就很容易出現整體上的變形。

研究發現，這種結構變化還引發了新的問題，即：在撞擊之后，這顆小行星進入了一種不穩定的翻滾狀態，它不再是簡單的自轉，而是在做一種類似“亂晃”的運動。

第二個副作用是軌道變化還在繼續。最初測到的32分鐘的軌道周期縮短，并不是最終結果，后續觀測發現，它的周期又額外縮短了大約30秒，這就顯得很奇怪了。

為什么會這樣呢？對此，研究人員目前給出的解釋是，這可能是因為小行星形狀改變之后，自身的引力分布發生了變化，從而影響了軌道。

又或者，撞擊在小行星上引發了類似“山體滑坡”的現象，這會在撞擊之后持續改變其質量分布，進而影響了小行星后續的運動狀態。

這就意味著，即使我們完成了對小行星的撞擊，也很難精確預測它后續的走向。

第三個副作用來自撞擊產生的碎片，根據伴飛衛星的觀測，在此次撞擊中，至少有一百多塊較大的碎片被拋射出去，但出人意料的是，這些碎片并不是均勻分布的，而是集中在兩個明顯的方向上。

對此，研究人員目前給出的解釋是，探測器的形狀和撞擊角度導致動量主要朝某個方向釋放，甚至可能讓小行星的軌道平面發生了傾斜。

研究人員表示，此次撞擊產生的碎片，理論上有一部分會在未來幾年進入地球軌道。

根據理論模型的模擬，在2029年到2030年前后，一些碎片就可能會進入地球的大氣層，不過我們不用擔心，因為它們太小，在高空就會被燒蝕殆盡，不會給地面上的我們構成任何威脅。