
一项最新研究显示,人类在应对潜在小行星威胁方面迈出了具有里程碑意义的一步。科研人员确认,人类首次通过人造装置,成功测量并改变了一颗天体围绕太阳运行的轨道参数,这为未来避免小行星撞击地球提供了重要科学依据。
这项成果源于二零二二年实施的一次太空试验。当时,美国航天局发射了一艘名为“达特”的探测器,刻意撞向一颗小行星系统中的“伴星”。该伴星名为“迪莫弗斯”,它围绕着一颗更大的小行星“迪迪莫斯”运行。
此次撞击试验被视为人类首次成功展示“行星防御”概念,即通过主动干预,改变小行星的运动轨迹。此前的观测已证实,撞击确实改变了迪莫弗斯围绕迪迪莫斯的运行路径。而最新研究进一步发现,这次行动不仅影响了小行星之间的相互运动,还对整个系统绕太阳的轨道产生了可测量的变化。
研究团队计算发现,迪迪莫斯在绕太阳运行时,其速度因撞击事件减少了每秒约十一点七微米(微米为百万分之一米)。尽管这一变化在日常尺度上微乎其微,但在天文学尺度和长期演化过程中,却具有重要意义。
研究人员指出,这意味着未来如果发现某颗大型小行星存在潜在风险,或许无需直接撞击其本体,只需对其伴星实施干预,就有可能通过引力联动改变整体轨道,从而降低风险。这一发现被认为是提升人类防御太空威胁能力的重要进展。
这项研究由伊利诺伊大学厄巴纳—香槟分校的科研人员完成。研究过程中,团队分析了近六千次天文观测记录,这些记录捕捉到迪迪莫斯从遥远恒星前方经过、短暂遮挡星光的现象。通过对这些数据的高精度分析,科学家得以计算出小行星轨道发生的细微变化。
研究人员表示,这是人类首次确认,人造物体能够以可测量的方式,改变天体绕太阳运行的轨道。这一变化之所以发生,是因为尽管迪迪莫斯在任务中并未被直接撞击,但它与迪莫弗斯之间存在紧密的引力联系。伴星轨道的变化,会通过引力作用传递到主星,从而影响整个系统的运动状态。
美国航天局总部负责小型天体研究的首席科学家托马斯·斯塔特勒表示,这种变化虽然极小,但只要时间足够长,微小的速度差异就可能累积成显著的轨道偏移。他指出,这项极其精确的测量结果,再次验证了“动能撞击”作为防御手段的可行性,也说明在双小行星系统中,只需影响其中一员,就可能改变整体轨迹。
在撞击过程中,“达特”探测器与迪莫弗斯发生高速接触,释放出大量岩石碎屑。这颗直径约一百七十米的小行星,其表面形态因此发生明显改变。被抛射出去的碎屑携带动量,反向作用于小行星本体,产生了类似推进力的效果,使迪莫弗斯的运行轨道发生偏移。
观测数据显示,迪莫弗斯绕迪迪莫斯运行的周期因此缩短了三十三分钟。同时,碎屑喷射的反作用也影响了整个双星系统绕太阳的运动,使其公转周期出现约零点一五秒的变化。
该研究的第一作者拉希尔·马卡迪亚在论文中解释称,这一系统的轨道速度变化约为每秒十一点七微米,换算后大约相当于每小时减少一点七英寸(约四点三厘米)。他指出,从长期来看,这样的细微变化,可能正是决定一颗小行星最终是否与地球发生接触的关键差异。
美国航天局在官方博客中也提到,尽管迪迪莫斯并不存在撞向地球的风险,且这次任务也不可能将其推向危险轨道,但相关测量结果清楚地表明,如果未来发现真正具有威胁的小行星,人造撞击装置在防御中可能发挥重要作用。前提是,必须足够早地发现这些近地天体,才能争取实施干预的时间窗口。
目前,美国航天局正在推进一项名为“近地天体巡天者”的任务,该任务是一台专门用于行星防御的太空望远镜,目标是寻找那些难以被发现的近地天体,例如反射可见光能力较弱的暗色小行星和彗星。
不过,参与“达特”任务的约翰斯·霍普金斯大学行星科学家南希·查博特博士提醒,目前并没有第二艘可随时发射、执行类似任务的探测器处于待命状态。她表示,“达特”是一次成功的技术展示,但如果突然出现真实威胁,人类目前并没有现成方案可以立即实施。
她还提到,曾有一颗直径最大约九十米的小行星,被一度评估在二零三二年存在百分之三点二的接近风险。后来,随着观测数据更新,这一概率被下调为零,因此无需采取任何防御措施。
查博特博士强调,如果当时那颗天体真的朝地球逼近,以现有条件,人类尚不具备立即主动改变其轨道的能力。这也凸显了持续开展观测与技术储备的重要性。