雙衛一與太空船相撞後失去一千公噸重量

去年9月，美國太空總署局的雙小行星改道測試（Double Asteroid Redirection Test，簡稱 DART）太空船撞向一顆小行星的衛星，有意改變它在太空中的軌道，這是對行星防禦的首次測試。現在科學家對碰撞後果進行了解行，顯示動對改變小行星軌道有多成功。

雙小行星改道測試太空船的大小相當於高爾夫球車，撞擊了一顆相當於金字塔大小的小行星衛星，雙衛一（Dimorphos）。撞擊使這顆小衛星的公轉軌道縮小，雙衛一現在環繞雙生星（65803 Didymos）完成一次公轉周期比撞擊前快了33分鐘。這意味著如果發現有危險的小行星朝着地球飛來，將有可能通過撞擊來改變它的軌道，使到它遠離地球。

一組研究人員將太空船軌跡的數據與撞擊前小行星表面的照片結合起來，得到當太空船以每秒6公里以上的速度朝向雙衛一時，第一個撞擊的部分是它的太陽能電池板，撞擊到一塊6.5米大的巨石之後，太空船的主體撞擊到巨石旁邊的岩石表面，而這個價值3億3千萬美元的太空船便摧毀成碎片。

這次撞擊將至少1,000公噸的岩石從雙衛一的430萬公噸質量中噴射出來。碎片形成的尾巴在小行星後面延伸了數萬公里。各種望遠鏡觀察了幾周，看著尾巴在太陽的輻射下發生變化和演變；甚至哈勃太空望遠鏡還檢測到了第二條尾巴，但在撞擊後18天就消失了。

雙衛一的直徑為151米，是圍繞著更大的雙生星運行。測試目標是改變雙衛一的軌道，讓天文學家通過使用地面望遠鏡隨時間監測這對小行星的亮度變化來觀察到變化。從雙小行星改道測試太空船在9月26日接近雙衛一時拍攝的照片顯示，這顆小行星看起來像一個佈滿巨石的蛋。

過程中細節的發現，幫助研究人員了解為什麼這次撞擊對小行星能夠產生如此成功的推動作用。其中一個因素是太空船撞擊了距離雙衛一中心約25米的位置，最大化了撞擊力。另一個因素是大量的碎石從撞擊點向外飛出。這種力量的反作用將雙衛一進一步偏離了原先的軌道。研究人員估計，這些碎石噴射使雙衛一的動量增加了近4倍，比太空船所施加的動量還要大4倍。

研究人員表示，雖然只在一顆衛星上展示這種技術，但結果可能廣泛應用於未來的危險天體。這意味著，如果有威脅，我們可以迅速設計一個撞擊小行星的任務，而且我們知道這有很高的成功機會。

美國太空總署的科學家表示。現在，天文學家已經在巡查天空，識別幾乎所有危險的小行星，而雙小行星改道測試證明有效，當發現新的對地球有危害的東西時，我們會知道該怎麼做。

研究人員正在繼續分析雙小行星改道測試的數據，以了解雙衛一和雙生星的物理、化學和地質特徵。這項工作得到業餘天文學家網絡的幫助。網絡的成員在撞擊前、中、後用望遠鏡觀測這些小行星。他們發現，岩石在太空船撞擊後立即變得顯著更紅。

在美國地球物理聯合會12月的會議上，美國北亞利桑那大學的行星科學家姬絲汀娜·湯馬士（Cristina Thomas）報告說，美國太空總署在夏威夷的紅外望遠鏡設施後來發現一種藍色的變化。她說：「我們認為這很可能是因為雙衛一的碎片從中飛出了很多物質。這次撞擊穿過小衛星風化的內部，暴露了它部分內部，使到它在撞擊後幾個小時暫時呈現藍色。」

科學家將在2026年底，當歐洲太空總署的一艘名為赫拉（Hera）的探測太空船到達雙衛一時，便可以對撞擊後的影響的近距離觀察。研究人員渴望看到碰撞留下了什麼樣的撞擊坑。同時，詳細的科學觀察將繼續進行幾個星期，直到雙生星和雙衛一遠離地球。

【圖：紐西蘭坎特伯雷大學約翰山天文台；文：節譯自自然雜誌】