8 月 2 日,北京报道(记者孙自法)《自然通讯》学术期刊最新发表的 5 篇天文学论文中称,研究人员发现了“狄德莫斯星”(Didymos)双小行星系统(主星和环绕卫星构成)的新特征。
这些发现基于美国国家航空航天局(NASA)的“双小行星重定向测试”(DART)任务观测数据。研究结果让人们进一步了解这些天体的物理和地质特征以及它们的形成过程,对未来探测任务和行星防御策略有潜在影响。
双小行星系统受到广泛关注,因为它们能提供对系统组成的精确物理刻画,还能揭示小型天体系统的形成和演化过程。狄德莫斯星及其超小卫星狄德莫斯卫星距离地球较近,并在近地空间常见,是颇具价值的研究对象,提供了近距离观测的机会。
在本研究中,利用 DART 任务采集的数据,分别来自美国约翰斯·霍普金斯大学、意大利 INAF-帕多瓦天文台和法国图卢兹大学的 5 个研究团队,调查了狄德莫斯星双小行星系统的不同物理特征。
其中,研究团队利用 NASA 的 DART 任务数据以及意大利航天局的“意大利小行星成像立方星”任务影像,分析了狄德莫斯星和狄德莫斯卫星的地质特征和物理特性,发现狄德莫斯星的高海拔表面崎岖不平,有大型石块(10-160 米长)和陨石坑;低海拔表面则较平坦,大石块和陨石坑都较少。
相比之下,狄德莫斯卫星上有各种大小的石块,多个裂缝或断层,还有陨石坑。论文作者指出,狄德莫斯卫星可能由狄德莫斯星脱落的物质(在引力作用下聚集)形成。两个行星的表面粘聚力较低,加上观测到的陨石坑,表明狄德莫斯星的表面年龄是狄德莫斯卫星的 40-130 倍。他们估计狄德莫斯星和狄德莫斯卫星的年龄分别在 1250 万年左右和不到 30 万年。
研究团队通过分析小行星表面的石块裂缝,确认了狄德莫斯星表面的承载力(表面支撑重力载荷的能力)比地球上干旱沙地或月壤的承载力低很多。通过分析石块大小、形状以及在这两个小行星表面的分布模式发现,狄德莫斯卫星上的石块大小分布模式表明,它们是分阶段而不是一起形成的,而且直接来自狄德莫斯星。这进一步支持了双小行星系统能从主星物质脱落中形成的假说。
科学家研究了双子星体上的一块巨石裂缝(图片来自 A. Luchetti)。施普林格·自然/图片提供
研究小组发现,热疲劳会迅速破裂双子星体表面的岩石,这可能是热疲劳导致这类小行星(S 型小行星)快速(约 10 万年)岩石破裂的首次观测结果。随后,他们将双子星体表面 34 块岩石(大小从 1.67 米到 6.64 米)的形态特征与其他多个砾石堆小行星(包括西川、龙宫、贝努)表面的岩石进行比较。根据岩石形态特征的相似性以及与实验室实验的比较,结果表明这类小行星有一个共同的形成和演化机制。
这项研究总结指出,综合来看,这些发现提供了双子星系统在 DART 任务撞击双子星体之前的全面情况。该研究结果为欧洲航天局的“赫拉”任务奠定了基础:“赫拉”将提供更高分辨率的数据,并对该系统以及 DART 撞击的后果进行更全面的分析。(完)
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