美国宇航局(NASA)的DART探测器在行星防御领域取得突破性进展。最新研究显示,该探测器不仅成功缩短了小行星Dimorphos绕主星Didymos的轨道周期,还意外改变了整个双星系统的日心运动轨迹。这一发现为人类应对潜在近地天体威胁提供了全新视角。
2022年9月,重达500公斤的DART探测器以超过2.2万公里的时速撞击直径160米的Dimorphos,使其轨道周期缩短33分钟。伊利诺伊大学Rahil Makadia团队通过分析近29年的6000余次地面观测数据,结合探测器光学导航记录,首次精确测算出撞击导致的双星系统日心轨迹偏移。研究显示,系统沿轨道方向的速度降低了约11.7微米/秒,这一微小变化在长期积累后将产生显著影响。
团队发现,探测器直接撞击产生的动能仅占总体效应的三分之一。撞击激起的碎石粉尘形成持续数周的喷流,其反冲力相当于额外增加了一个火箭推进器。这种"动量增强效应"使撞击的动量转移系数(beta值)达到2.2,远超理论预测值。主星Didymos的致密结构(密度2.6吨/立方米)与子星Dimorphos的松散碎石堆结构(密度1.51吨/立方米)形成鲜明对比,证实了子星由主星自转甩出物质聚积而成的形成假说。
研究团队采用恒星掩星技术进行高精度定位,该技术通过观测小行星遮挡背景恒星时的亮度变化,可精确测定天体位置。此次测算涉及全球23个观测站的数据,覆盖从1994年至2023年的完整观测周期。尽管双星系统轨道发生改变,但计算表明其在未来一个世纪内对地球不存在碰撞风险。
这项成果颠覆了传统认知——此前认为需要直接撞击主星才能改变双星系统轨道。Makadia指出,选择撞击质量较小的子星同样能达到防御效果,这为未来行星防御任务提供了更灵活的方案。研究还证实,通过分析撞击产生的喷流特征,可反推目标天体的内部结构,这对评估防御策略的有效性至关重要。











