美國國家航空暨太空總署（NASA）的DART 任務透過與小月迪莫莫斯（Dimorphos）相撞，成功地測試了小行星偏轉技術，此後的大量研究揭示了迪迪莫斯（Didymos）小行星系統的地質特徵和演化歷史。研究已經確定了這些天體的表面和內部特徵，檢查了它們的形成過程，並評估了它們對撞擊的反應。這些研究結果不僅讓人們對雙小行星系統有了更清晰的認識，也增強了行星防禦策略。

這幅插圖描述了美國太空總署的雙小行星重定向測試（DART）太空船在撞擊迪迪莫斯雙小行星系統之前的情況。圖片來源：NASA/Johns Hopkins APL/Steve Gribben

美國國家航空暨太空總署（NASA）的雙小行星重定向試驗（DART）任務派遣了一個太空船故意與一顆小行星小月相撞，在隨後的幾個月裡，科學小組驗證了動能撞擊是一種可行的偏轉技術，證明了防止未來小行星撞擊地球的一種有效方法。

此後，研究人員繼續研究從這次成功的實驗中收集到的數據，特別關注由小衛星迪莫弗斯和母小行星迪迪莫斯組成的雙小行星系統的表面特徵。

在最近發表在《自然-通訊》（Nature Communications）上的論文中，研究小組探討了2022年遇到的小行星系統的地質情況，以確定其起源和演變特徵，並限制其物理特性。來自馬裡蘭州勞雷爾的約翰霍普金斯應用物理實驗室（APL）的研究人員與來自多個國際合作機構的團隊成員共同發表了五篇論文，對地質發現進行了詳細的概述和解讀。

根據Barnouin 等人（2024 年）所描述的內部和表面特性，這段影片展示了小行星迪迪莫斯的自旋如何導致其赤道脊的增長以及較小的小行星迪莫莫斯的形成，在影片片段的末尾可以看到迪莫莫斯正圍繞著前者運行。粒子根據其速度著色，比例尺顯示在頂部，以及迪迪莫斯不斷變化的自旋週期。資料來源：密西根大學/張雲與約翰-霍普金斯APL/Olivier Barnouin

APL科學家奧利維爾-巴努安（Olivier Barnouin）和羅納德-路易-巴魯茲（Ronald-Louis Ballouz）領導撰寫了一篇論文，分析了這兩顆小行星的地質情況[1]，並得出了有關其表面材料和內部特性的結論。透過義大利航太局（ASI）提供的DART 衛星及其配套的LICIACube 立方體衛星拍攝的圖像，研究小組觀察到較小的小行星Dimorphos 的地形，其中有大小不一的巨石。

相較之下，較大的小行星迪迪莫斯在海拔較低的地方比較光滑，但在海拔較高的地方則是岩石，隕石坑也比迪莫莫斯多。作者推斷，迪莫莫斯很可能是在一次”大質量脫落事件”中從迪迪莫斯分裂出來的。有一些自然過程可以加速小行星的自轉，越來越多的證據表明，這些過程可能是重塑這些天體甚至迫使物質從其表面剝離的原因。

分析表明，兩顆小行星表面都很薄弱，因此研究小組推測，Didymos 的表面年齡是Dimorphos 的40-130 倍，前者的年齡估計為1250 萬年，後者的年齡不到30 萬年。 Dimorphos表面強度低可能是DART對其軌道產生重大影響的原因之一。

Barnouin說：”DART在迪迪莫斯系統收集的圖像和數據為近地小行星雙星系統的近距離地質觀察提供了一個獨特的機會。僅從這些圖像中，我們就能推斷出大量有關迪迪莫斯和迪莫弗洛斯的地球物理特性的信息，並擴展了我們對這兩顆小行星形成過程的了解。

在迪迪莫斯上觀察到的各種地質特徵幫助研究人員講述了迪迪莫斯的起源。小行星的三角形山脊（左起第一幅圖）、所謂的平滑區域及其可能更古老、更粗糙的”高地”區域（左起第二幅圖）可以透過由海拔高度控制的斜坡過程組合來解釋（左起第三幅圖）。第四幅圖顯示了迪迪莫斯在形成迪莫莫非斯時可能經歷的自旋上升破壞效應。資料來源：約翰霍普金斯大學太空實驗室/Olivier Barnouin

美國國家天文物理研究所（INAF）的Maurizio Pajola 及其合著者發表了一篇論文，比較了兩顆小行星表面各種巨石的形狀和大小[2]及其分佈模式。他們確定，迪莫莫斯的物理特徵表明它是分階段形成的，很可能是由母體小行星迪迪莫斯遺留下來的物質形成的。這個結論加強了一個流行的理論，即一些雙小行星系統是由一顆較大的主小行星的脫落殘骸累積成一顆新的小行星衛星而形成的。

同樣來自INAF的Alice Lucchetti及其同事發現，熱疲勞[3]–一種由熱量引起的材料逐漸減弱和開裂–會迅速擊碎迪莫莫斯表面的巨石，產生表面紋路，並比以前想像的更快改變這類小行星的物理特性。 DART 飛行任務很可能是首次在這類小行星上觀測到這種現象。

在ISAE-SUPAERO研究員納奧米-默多克（Naomi Murdoch）及其同事的指導下，學生讓娜-比戈（Jeanne Bigot）和寶琳-隆巴多（Pauline Lombardo）撰寫了一篇論文，確定迪迪莫斯的承載能力[4]–表面承受外加載荷的能力–至少比地球或月球土壤中的乾沙低1000倍。這被認為是了解和預測表面反應的一個重要參數，包括用於移位小行星的參數。

ISAE-SUPAERO 的科拉斯-羅賓（Colas Robin）及其合著者分析了迪莫弗斯表面的巨石，[5]並將其與其他碎石堆小行星（包括絲川、龍宮和貝努）上的巨石進行了比較。研究人員發現這些巨石具有相似的特徵，這表明所有這些類型的小行星都是以類似的方式形成和演化的。研究小組還指出，”DART撞擊點周圍巨石的細長性質意味著它們很可能是透過撞擊形成的。”

這些最新發現對迪迪莫斯系統的起源形成了一個更有力的概述，並加深了人們對此類行星體如何形成的理解。這些發現也為我們提供了新的見解，讓我們了解為什麼DART能夠如此有效地改變迪莫莫斯的軌道。歐洲太空總署（ESA）的赫拉（Hera）任務準備在2026年重新訪問DART的碰撞點，以進一步分析有史以來第一次行星防禦測試的後果，這項研究為赫拉將發現的東西提供了一系列測試，有助於當前和未來的探索任務，同時增強行星防禦能力。

在五篇新發表的《自然-通訊》（Nature Communications）論文中，美國國家航空暨太空總署（NASA）成功的DART 任務背後的團隊揭示了2022 年遇到的小行星系統的結構和起源。

近地雙小行星系統（65803）的地質與演變Didymos

碎石堆雙小行星系統(65803) 迪迪莫斯上巨石多重碎裂與質量脫落的證據

在石質小行星上探測到熱疲勞導致的巨石快速斷裂

根據巨石軌道估算的小行星(65803) 迪迪莫斯的承載能力

透過表面大理石形態分析研究碎石堆小行星（迪莫莫斯、絲川、龍宮和貝努）的機械特性

編譯自/ ScitechDaily