哈勃望远镜看到巨石从小行星二形态中逃逸

1954 年流行的摇滚歌曲“Shake, Rattle and Roll”可能是哈勃太空望远镜最新发现的主题音乐，该发现涉及宇航局 DART(双小行星重定向测试)实验后小行星 Dimorphos 所发生的情况。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。

天文学家利用哈勃望远镜非凡的灵敏度发现了一大群巨石，这些巨石可能是在 NASA 故意将半吨重的 DART 撞击航天器以大约每小时 14,000 英里的速度撞击 Dimorphos 时从小行星上抖落下来的。

根据哈勃光度测量，这 37 块自由抛掷的巨石直径从 3 英尺到 22 英尺不等。它们正在以每小时半英里多一点的速度远离小行星——大约相当于一只巨龟的行走速度。这些检测到的巨石的总质量约为 Dimorphos 质量的 0.1%。

“这是一次壮观的观测，比我预想的要好得多。我们看到一团巨石云携带着质量和能量远离了撞击目标。巨石的数量、大小和形状与它们被撞击从 Dimorphos 表面撞落的情况一致，”加州大学洛杉矶分校的行星科学家 David Jewitt 说道，他一直在使用哈勃望远镜跟踪 DART 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最大尺寸的物质时会发生什么。这些巨石是太阳系内有史以来成像最微弱的东西之一。”

Jewitt 表示，这为使用欧洲航天局即将推出的 Hera 航天器研究 DART 实验的后果开辟了一个新的维度，该航天器将于 2026 年末 抵达这颗双星小行星。Hera 将对目标小行星进行详细的撞击后调查。“当赫拉到达时，巨石云仍将消散，”朱伊特说。“这就像一群非常缓慢扩张的蜜蜂，最终将沿着双星对绕太阳的轨道扩散。”

这些巨石很可能不是撞击造成的小型小行星的碎片。它们已经分散在小行星表面，正如 DART 航天器在碰撞前两秒拍摄的最后一张特写照片所示，当时小行星距离表面仅 7 英里。

杰威特估计，这次撞击震落了小行星表面百分之二的巨石。他说哈勃望远镜的巨石观测也给出了 DART 撞击坑大小的估计。“这些巨石可能是从 Dimorphos 表面约 160 英尺宽(足球场宽度)的圆圈中挖掘出来的，”他说。赫拉最终将确定陨石坑的实际大小。

很久以前，Dimorphos 可能是由较大的小行星 Didymos 流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短暂碰撞而丢失材料。喷射出的物质形成了一个环，该环在重力作用下凝聚形成了 Dimorphos。这将使其成为由岩石碎片组成的飞行碎石堆，通过相对较弱的重力松散地聚集在一起。因此，内部可能不是实心的，而是具有更像一串葡萄的结构。

目前尚不清楚这些巨石是如何从小行星表面升起的。它们可能是哈勃和其他天文台拍摄到的喷射物羽流的一部分。或者，撞击产生的地震波可能会穿过小行星——就像用锤子敲击钟一样——震动失去了表面的碎石。

“如果我们在未来的哈勃观测中跟踪巨石，那么我们可能有足够的数据来确定巨石的精确轨迹。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)团队还一直在研究 LICIACube 的 LUKE(LICIACube Unit Key Explorer)相机在 DART 发生动能撞击后几分钟内拍摄的图像中检测到的巨石。

哈勃太空望远镜是宇航局和欧空局的国际合作项目。宇航局位于马里兰州格林贝尔特的戈达德太空飞行中心负责管理这架望远镜。位于马里兰州巴尔的摩的太空望远镜科学研究所 (STScI) 负责哈勃和韦伯科学业务。STScI 由位于华盛顿特区的天文学研究大学协会为 NASA 运营