在研究美国宇航局的DART(双小行星重定向测试)任务收集的数据时，该任务的科学团队发现了有关目标双小行星系统起源的新信息，以及为什么DART航天器能够如此有效地改变Dimorphos的轨道。该任务于2022年发射了一艘航天器故意与小行星卫星Dimorphos相撞。

DART任务为目标双小行星系统带来新启示

在《自然通讯》杂志最近发表的五篇论文中，研究小组探索了由小卫星Dimorphos和母小行星Didymos组成的双小行星系统的地质情况，以描述其起源和演化并限制其物理特性。

“这些发现让我们对小行星随时间变化的方式有了新的认识，”华盛顿NASA总部太阳系小天体首席科学家托马斯·斯塔特勒(ThomasStatler)说。“这不仅对于了解行星防御的重点近地天体很重要，而且对于我们能够从这些行星形成残余物中了解太阳系的历史也很重要。这只是我们从DART获得的大量新知识的一部分。”

马里兰州劳雷尔市约翰霍普金斯大学应用物理实验室(APL)的OlivierBarnouin和Ronald-LouisBallouz领导了一篇论文，分析了这两颗小行星的地质情况，并得出了有关其表面材料和内部特性的结论。从DART及其配套的LICIACube立方体卫星(由意大利航天局(ASI)提供)拍摄的图像中，研究小组观察到了较小的小行星Dimorphos的地形，其特征是大小不一的巨石。相比之下，较大的小行星Didymos在较低海拔处更光滑，但在较高海拔处多岩石，并且陨石坑比Dimorphos更多。作者推断Dimorphos可能是在一次大规模质量脱落事件中从Didymos分离出来的。

有一些自然过程可以加速小行星的旋转，越来越多的证据表明，这些过程可能导致这些天体重塑，甚至迫使物质从其表面旋转出来。

分析表明，Didymos和Dimorphos的表面特征都很弱，因此团队推测Didymos的表面年龄比Dimorphos大40-130倍，前者估计有1250万年，后者不到30万年。Dimorphos表面强度低可能是DART对其轨道产生重大影响的原因之一。

“DART在Didymos系统收集的图像和数据为近地小行星双星系统的近距离地质观察提供了独特的机会，”Barnouin说。“仅从这些图像中，我们就能够推断出大量有关Didymos和Dimorphos地球物理特性的信息，并扩展我们对这两颗小行星形成的理解。我们也更好地理解了为什么DART在移动Dimorphos方面如此有效。”

罗马国家天体物理研究所(INAF)的MaurizioPajola和合著者领导了一篇论文，比较了各种巨石的形状和大小以及它们在两颗小行星表面的分布模式。他们确定Dimorphos的物理特性表明它是分阶段形成的，很可能是由从其母小行星Didymos继承的物质形成的。这一结论强化了流行的理论，即一些双小行星系统是由较大的主小行星的残留物堆积成新的小行星卫星而形成的。

同样来自INAF的艾丽斯·卢凯蒂和同事发现，热疲劳(即材料因受热而逐渐变弱和开裂)可能会迅速破坏Dimorphos表面的巨石，产生表面线条，并以比之前预想的更快的速度改变此类小行星的物理特性。DART任务可能是首次在此类小行星上观察到此类现象。

在法国图卢兹ISAE-SUPAERO研究员NaomiMurdoch及其同事的指导下，学生JeanneBigot和PaulineLombardo领导的一篇论文确定了Didymos的承载能力(即表面支撑施加负载的能力)至少比地球上的干沙或月球土壤低1,000倍。这被认为是理解和预测表面响应的重要参数，包括用于取代小行星的目的。

同样来自ISAE-SUPAERO的ColasRobin和合著者分析了Dimorphos表面的巨石，并将其与其他碎石堆小行星(包括Itokawa、Ryugu和Bennu)上的巨石进行了比较。研究人员发现这些巨石具有相似的特征，表明所有这些类型的小行星都是以相似的方式形成和演化的。该团队还指出，DART撞击点周围巨石的细长性质意味着它们很可能是通过撞击过程形成的。

这些最新发现为Didymos系统的起源提供了更全面的概述，并增加了对此类行星体形成方式的理解。随着欧洲航天局(ESA)的Hera任务准备在2026年重新访问DART的碰撞地点，以进一步分析首次行星防御测试的后果，这项研究为Hera的发现提供了一系列测试，并为当前和未来的探索任务做出了贡献，同时增强了行星防御能力。