比走路還慢！DART探測器拍下小行星互擲'宇宙雪球'的罕見證

探索宇宙奧秘 · 理性思考

2022年9月，NASA的DART探測器以每秒6.1公里的速度撞向小行星衛(wèi)星Dimorphos。但在撞擊前8.55秒，它意外拍到了更驚人的畫面：這對小行星正在互相投擲"雪球"。

這些"雪球"的速度只有每秒30.7厘米，比你走路還慢。它們從主星Didymos表面剝離，像雪崩一樣緩緩飄向衛(wèi)星Dimorphos，在表面留下扇形痕跡。這是人類首次直接觀測到雙星小行星系統(tǒng)間的物質(zhì)交換。

最初，研究團(tuán)隊(duì)以為相機(jī)出了故障。

經(jīng)過數(shù)月處理，團(tuán)隊(duì)去除了巨石陰影和光照干擾，Dimorphos表面浮現(xiàn)出放射狀的扇形條紋。這些條紋呈扇形分布，集中在衛(wèi)星赤道附近，與撞擊坑的圓形凹陷截然不同。

關(guān)鍵證據(jù)指向光源偏移。條紋起點(diǎn)位于Dimorphos邊緣特定區(qū)域，與太陽直射點(diǎn)明顯錯開。這證明痕跡并非光照幻覺，而是真實(shí)存在的物質(zhì)沉積。

這些"宇宙雪球"來自YORP效應(yīng)。

這個(gè)以四位科學(xué)家姓氏首字母命名的效應(yīng)指出，陽光照射小行星表面，被吸收后再以紅外輻射形式釋放，會產(chǎn)生微小扭矩。數(shù)千萬年累積下來，小行星自轉(zhuǎn)不斷加速，直到表面物質(zhì)被甩出去。

Didymos正是如此。它自轉(zhuǎn)加快后，表面石塊和塵埃被拋入太空，部分落入Dimorphos引力范圍。計(jì)算顯示，物質(zhì)離開Didymos的速度僅為每秒30.7厘米。

Sunshine解釋："低速撞擊不會形成撞擊坑，而是像滾雪球一樣堆積成扇形沉積物。"這為雙星小行星的形成機(jī)制提供了直接視覺證據(jù)。

為驗(yàn)證這一理論，研究團(tuán)隊(duì)在馬里蘭大學(xué)實(shí)驗(yàn)室開展模擬實(shí)驗(yàn)。

他們將涂色礫石撒在沙盤上模擬Dimorphos表面的巨石，然后用彈珠模擬飛來的"宇宙雪球"。高速攝像機(jī)記錄下彈珠撞擊過程：巨石阻擋了部分材料，但允許顆粒從縫隙間穿過，形成射線狀圖案。

勞倫斯利弗莫爾國家實(shí)驗(yàn)室的計(jì)算機(jī)模擬進(jìn)一步確認(rèn)結(jié)果。無論撞擊體是致密巖石還是松散塵埃團(tuán)，Dimorphos表面的巨石都會將撞擊物質(zhì) sculpt 成扇形射線。

這些地面實(shí)驗(yàn)與DART拍攝的圖像完全吻合，證實(shí)了雙星系統(tǒng)間確實(shí)存在緩慢而持續(xù)的物質(zhì)交換。

這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)對行星防御具有重要價(jià)值。約15%的近地小行星擁有衛(wèi)星，雙星系統(tǒng)動力學(xué)比此前認(rèn)為的更復(fù)雜。理解其物質(zhì)交換機(jī)制，有助于精確計(jì)算小行星軌道和撞擊效果。

中國在這一領(lǐng)域正加速布局。國家航天局已明確提出小行星防御任務(wù)計(jì)劃，預(yù)計(jì)2025至2026年間實(shí)施首次近地小行星撞擊或伴飛試驗(yàn)，驗(yàn)證偏轉(zhuǎn)技術(shù)。

天問二號任務(wù)計(jì)劃2025年發(fā)射，將對近地小行星2016 HO3實(shí)施采樣返回，并伴飛主帶彗星311P。這將是人類首次從小行星采樣返回并探測主帶彗星的任務(wù)，對理解小行星物質(zhì)組成和表面特性具有關(guān)鍵意義。

歐洲空間局的Hera探測器預(yù)計(jì)2026年12月抵達(dá)Didymos系統(tǒng)，將詳細(xì)勘察DART撞擊坑和"雪球"痕跡是否幸存。中國 scientists 正密切關(guān)注該任務(wù)數(shù)據(jù)，為未來自主任務(wù)積累工程經(jīng)驗(yàn)。

這些緩慢飛行的"宇宙雪球"提醒我們：看似死寂的小行星實(shí)則充滿動態(tài)變化。在地球防御體系中，理解這些細(xì)節(jié)或許就是攔截威脅的關(guān)鍵。

Sunshine, J. M., et al. (2026). Evidence of Recent Material Transport within a Binary Asteroid System. The Planetary Science Journal. DOI: 10.3847/psj/ae3f27

NASA/JHU-APL/UMD. (2022). DART mission imagery and impact data.

University of Maryland. (2026, March 7). DART images reveal asteroids can toss slow 'cosmic snowballs' between moons. Phys.org.