人类首次撞击小行星的任务，产生了出人意料的副作用

2022年9月26日，一个重约610公斤的探测器，以大约每秒6.2公里的速度撞击了一颗名为迪莫弗斯（Dimorphos）的小行星。

此次撞击来自NASA的“双小行星重定向测试”任务（Double Asteroid Redirection Test，简称DART），其目的是探索人类通过动能撞击偏转小行星轨道的可行性，而这也是人类首次撞击小行星的任务。

据了解，迪莫弗斯是一颗直径约为160米的小行星，它与另一颗名为迪迪莫斯（Didymos）的小行星组成了一个双小行星系统，相比之下，迪迪莫斯的个头更大，其直径约为780米。

最初公布的结果显示，此次撞击让小行星的轨道周期缩短了大约32分钟，从而证明了人类确实可以通过物理撞击改变小行星的运行轨道。

引人注目的是，根据后续的研究，这次撞击产生了出人意料的副作用，其复杂程度远远超出预期。下面我们来看看这具体是怎么回事。

相信很多人都会认为，探测器撞上去，主要是靠自身的动量去推动小行星，但实际情况却并非如此。

事实上，真正起主导作用的，是撞击后喷射出来的大量碎片，其原理简单来讲就是，探测器撞击时，会把小行星表面的物质“炸飞”，其产生的碎片高速向外喷出，进而给小行星带来额外的推动力。

研究人员用一个叫“β值”的参数来衡量这种增强效应，在此次撞击中，这个值大约是3.6，意思是说，碎片带来的额外推动力，是探测器本身的3.6倍。

事情到这里基本上还算在意料之中，但接下来就开始出人意料了。

首先是形状变化。人们原本认为，这种撞击最多就是在表面留下一个坑，但后来的观测发现，迪莫弗斯整个形状都变了。

研究人员将其形容为，它原来像是一个扁平的汉堡，撞完之后却变成了更细长的橄榄球。

这就说明了，这颗小行星并不是一整块坚硬的岩石，而更像是一堆“碎石”堆在一起的松散结构，它们靠引力和微弱的静电力勉强维系在一起，一旦受到冲击，就很容易出现整体上的变形。

研究发现，这种结构变化还引发了新的问题，即：在撞击之后，这颗小行星进入了一种不稳定的翻滚状态，它不再是简单的自转，而是在做一种类似“乱晃”的运动。

第二个副作用是轨道变化还在继续。最初测到的32分钟的轨道周期缩短，并不是最终结果，后续观测发现，它的周期又额外缩短了大约30秒，这就显得很奇怪了。

为什么会这样呢？对此，研究人员目前给出的解释是，这可能是因为小行星形状改变之后，自身的引力分布发生了变化，从而影响了轨道。

又或者，撞击在小行星上引发了类似“山体滑坡”的现象，这会在撞击之后持续改变其质量分布，进而影响了小行星后续的运动状态。

这就意味着，即使我们完成了对小行星的撞击，也很难精确预测它后续的走向。

第三个副作用来自撞击产生的碎片，根据伴飞卫星的观测，在此次撞击中，至少有一百多块较大的碎片被抛射出去，但出人意料的是，这些碎片并不是均匀分布的，而是集中在两个明显的方向上。

对此，研究人员目前给出的解释是，探测器的形状和撞击角度导致动量主要朝某个方向释放，甚至可能让小行星的轨道平面发生了倾斜。

研究人员表示，此次撞击产生的碎片，理论上有一部分会在未来几年进入地球轨道。

根据理论模型的模拟，在2029年到2030年前后，一些碎片就可能会进入地球的大气层，不过我们不用担心，因为它们太小，在高空就会被烧蚀殆尽，不会给地面上的我们构成任何威胁。