ESO望远镜在DART小行星撞击后的初步结果

使用欧洲南方天文台的甚大望远镜(VLT)，两个天文学家小组观察了宇航局的双小行星重定向测试(DART) 航天器与小行星 Dimorphos 相撞的后果。受控撞击是对行星防御的考验，但也为天文学家提供了一个独特的机会，可以从喷出的物质中更多地了解小行星的成分。

2022 年 9 月 26 日， DART 航天器 在对我们的小行星偏转能力进行的受控测试中与小行星 Dimorphos 相撞。撞击发生在距地球 1100 万公里的地方，距离足够近，可以用许多望远镜进行详细观察。ESO 在智利的 VLT 的所有四台 8.2 米望远镜都 观测到了撞击的后果，这些 VLT 观测的第一个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遗迹之一，”英国爱丁堡大学博士生、其中一项研究的合著者布赖恩墨菲说。因此，研究 DART 撞击后喷出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，但你永远不会事先知道，”同为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 ESO VLT 的多单元光谱探测器 ( MUSE ) 仪器跟踪了碎片云的演变一个月。他们发现喷出的云比撞击前小行星本身的颜色更蓝，表明云可能由非常细的颗粒组成。在撞击之后的数小时和数天内，其他结构形成：团块、螺旋和被太阳辐射推开的长尾巴。螺旋云和尾巴比最初的云更红，因此可能由更大的颗粒组成。

MUSE 允许 Opitom 的团队将 云中的光分解成彩虹状的图案 ，并寻找不同气体的化学指纹。特别是，他们从撞击暴露的冰中寻找氧气和水。但他们一无所获。“预计小行星不会含有大量的冰，因此检测到任何水迹都会是一个真正的惊喜，”Opitom 解释道。他们还寻找 DART 航天器推进剂的痕迹，但一无所获。“我们知道这是不可能的，”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而无法用 MUSE 检测到它”

另一个由英国阿马天文台和天文馆的天文学家 Stefano Bagnulo 领导的团队研究了 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，我们看到的是被它们的表面或大气散射的阳光，这些阳光变得部分 偏振，”Bagnulo 解释道。这意味着光波沿首选方向而不是随机振荡。“跟踪极化如何随小行星相对于我们和太阳的方向变化揭示其表面的结构和成分。”

Bagnulo 和他的同事使用VLT 上的FOcal Reducer/low dispersion Spectrograph 2 ( FORS2 ) 仪器监测小行星，发现撞击后偏振水平突然下降。与此同时，系统的整体亮度也有所提升。一种可能的解释是，这次撞击暴露了小行星内部更多的原始物质。“也许被撞击挖出的材料本质上比表面上的材料更亮、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，从而将更小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，而偏振光的效率更低， ”同样在阿马天文台和天文馆的博士生 Zuri Gray 解释道。

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