天文学家分析ESO望远镜对DART小行星撞击后果的初步结果

使用ESO的甚大望远镜(VLT)，两组天文学家观察了NASA的双小行星重定向测试(DART)航天器与小行星Dimorphos之间碰撞的后果。受控撞击是对行星防御的考验，但也给了天文学家一个独特的机会，可以从排出的物质中更多地了解小行星的成分。

(资料图)

26 年 2022 月 11 日，DART 航天器在对我们的小行星偏转能力进行受控测试时与小行星 Dimorphos 相撞。撞击发生在距离地球8万公里的地方，距离足够近，可以用许多望远镜详细观察。ESO在智利的VLT的所有四个2.<>米望远镜都观测了撞击的后果，这些VLT观测的第一批结果现已发表在两篇论文中。

“小行星是我们太阳系中所有行星和卫星的最基本的遗迹，”英国爱丁堡大学的博士生布莱恩墨菲说，他是其中一项研究的合著者。“因此，研究DART撞击后喷射的物质云可以告诉我们太阳系是如何形成的。

“小行星之间的撞击是自然发生的，但你永远不会提前知道，”爱丁堡大学的天文学家、其中一篇文章的主要作者Cyrielle Opitom继续说道。“DART是研究受控影响的绝佳机会，几乎就像在实验室中一样。

Opitom和她的团队使用ESOVLT的多单元光谱探测器(MUSE)仪器跟踪了一个月的碎片云的演变。他们发现喷射的云比撞击前的小行星本身更蓝，这表明云可能由非常细小的颗粒组成。在撞击之后的几个小时和几天内，其他结构发展起来：团块，螺旋和被太阳辐射推开的长尾巴。螺旋和尾巴比最初的云更红，因此可以由更大的颗粒组成。

缪斯允许Opitom的团队将来自云层的光线分解成彩虹般的图案，并寻找不同气体的化学指纹。特别是，他们寻找来自撞击暴露的冰的氧气和水。但他们一无所获。

“预计小行星不会含有大量的冰，因此检测到任何水的痕迹将是一个真正的惊喜，”Opitom解释说。他们还寻找DART航天器推进剂的痕迹，但没有发现。“我们知道这是一个很长的机会，”她说，“因为推进系统留在油箱中的气体量不会很大。此外，当我们开始观察时，其中一些已经走得太远，无法用MUSE探测到它。

另一个团队由英国阿马天文台和天文馆的天文学家Stefano Bagnulo领导，研究了DART撞击如何改变小行星的表面。

“当我们观察太阳系中的物体时，我们所看到的是由它们的表面或大气散射的阳光，这些阳光变得部分偏振，”Bagnulo解释说。这意味着光波沿首选方向振荡，而不是随机振荡。“跟踪偏振如何随着小行星相对于我们和太阳的方向而变化，揭示了其表面的结构和组成。

Bagnulo和他的同事使用VLT的FOcal Reducer/低色散光谱仪2(FORS2)仪器监测小行星，发现撞击后极化水平突然下降。同时，系统的整体亮度有所提高。一种可能的解释是，撞击暴露了来自小行星内部的更多原始物质。

“也许撞击挖掘出的材料本质上比表面的材料更亮，偏振更少，因为它从未暴露在太阳风和太阳辐射下，”Bagnulo说。

另一种可能性是撞击破坏了表面上的颗粒，从而将小得多的颗粒喷射到碎片云中。“我们知道，在某些情况下，较小的碎片反射光的效率更高，而偏振光的效率较低，”阿马天文台和天文馆的博士生Zuri Gray解释说。

由Bagnulo和Opitom领导的团队的研究表明，当VLT的不同仪器协同工作时，VLT的潜力。事实上，除了MUSE和FORS2之外，另外两个VLT仪器也观察到了撞击的后果，并且对这些数据的分析正在进行中。

“这项研究利用了NASA撞击小行星的独特机会，”Opitom总结道，“因此任何未来的设施都无法重复。这使得VLT在撞击时获得的数据在更好地了解小行星的性质时非常宝贵。

本文第一部分强调的研究发表在论文“带有VLT / MUSE的DART撞击喷射物的形态学和光谱特性”中，该论文发表在Astronomy&Astrophysics上。本文的第二部分参考了《天体物理学杂志快报》上的论文“DART撞击前后双小行星Didymos-Dimorphos的光学光谱偏振测量”。

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