一颗绕着“矮小”小行星运行的奇特卫星实际上是两颗合并的卫星

了解太空物体“碰撞时”的行为至关重要。
Panels A, B, and C each show stereographic image pairs of the asteroid Dinkinesh taken by the L’LORRI Instrument aboard NASA’s Lucy Spacecraft. The images were taken in the minutes around closest approach on November 1, 2023. The yellow and rose dots indicate the trough and ridge features, respectively. These images have been sharpened and processed to enhance contrast. Panel D shows a side view of Dinkinesh and its satellite Selam taken a few minutes after closest approach.
A、B 和 C 面板均显示了 NASA 的 Lucy 探测器上的 L’LORRI 仪器拍摄的小行星 Dinkinesh 的立体图像对。这些图像是在 2023 年 11 月 1 日最接近时拍摄的。黄色和玫瑰色圆点分别表示沟槽和山脊特征。这些图像经过锐化和处理以增强对比度。D 面板显示了 Dinkinesh 及其卫星 Selam 在最接近后几分钟的侧视图。 NASA/SwRI/Johns Hopkins APL/NOIRLab

当 NASA 科学家通过 Lucy 探测器上的仪器首次瞥见小行星 Dinkinesh 的第一批图像时,他们惊讶地发现它有一个卫星小行星围绕它运行。这个被命名为 Selam 的卫星还有另一个惊喜。Selam 不止一颗卫星。它是一个接触双星——两颗融合在一起的卫星——是由其母小行星飞出的碎片形成的。这些发现被描述在 5 月 29 日发表在《自然》杂志上的研究中,这种不寻常的组合挑战了关于小行星和其他天体如何随时间形成的现有理论。 

“这些小天体的复杂性比我们最初想象的要大得多,”该研究的合著者、马里兰大学行星科学家杰西卡·阳光(Jessica Sunshine)在一份声明中说道。“通过探测器拍摄的额外观测,我们能够更好地分析 Dinkinesh 的自转速度和 Selam 的轨道模式等特征。我们还对它们可能由什么材料构成有了更好的理解,这让我们离了解类地行星是如何形成的又近了一步。”

Dinkinesh——也就是大家熟知的 Dinky——及其卫星 Selam 是 Lucy 计划在其为期 12 年的旅程中探索的 11 颗小行星中的前两颗。它是一颗位于火星和木星之间的小行星带中的小行星。它对地球没有已知的威胁。 

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根据这项研究,Lucy 探测器拍摄的图像显示 Dinky 上有一个沟槽,其中约 25% 的小行星从其主体上脱落。小行星结构失效后形成了山脊,并形成了科学家们现已命名为 Selam 的接触双星。研究小组推测,Dinky 的快速旋转导致小行星脱落并喷出岩石碎片。其中一些碎片可能聚集在一起形成了 Selam。其他碎片很可能以巨石的形式落回 Dinky,形成了探测器成像的山脊。 

“了解像地球这样的行星是如何形成的,关键在于理解物体碰撞时是如何表现的,而要理解这一点,我们就需要了解它们的强度,”该研究的合著者、西南研究所行星科学家哈尔·莱维森(Hal Levison)在一份声明中说道。“基本上,行星形成于(像小行星这样)绕太阳运行的较小物体的碰撞。物体碰撞时是破碎还是粘合,很大程度上取决于它们的强度和内部结构。”

该团队认为 Dinky 可能具有内部强度,这使得这块太空岩石能够保持其大部分形态。Dinky 奇特双月系统的形成仍然是个谜,但这些发现为与其他类似天体进行更多比较研究提供了途径。

“我个人非常期待将 Didymos 双星系统与这个系统进行比较,特别是它们在太阳系的不同区域,但似乎在大小、整体形状和可能的成分方面有很多相似之处,”阳光说道。

Didymos 双星系统是 2022 年 9 月 NASA 的“撞击小行星” DART 任务的目标。汽车大小的 DART 探测器成功地偏转了 Didymos 的小卫星 Dimorphos,并改变了其轨道。 

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“Didymos 双星系统位于近地环境,而 Dinkinesh 系统位于离地球远得多的主小行星带,”阳光说道。“它们有非常不同的特征,但我们认为它们可能经历了相似的过程才变成了我们今天所知的样子。”

在掠过主小行星带的内缘后,Lucy 将于 12 月返回地球进行一次引力助推。这次飞掠将把它送回主小行星带。在那里,它计划于 2025 年 4 月观测小行星 Donaldjohanson,然后于 2027 年前往特洛伊小行星

“我们的最终目标是了解天体的形成,”阳光说道。“行星是如何形成的?地球是如何形成的?我们知道大行星是由小天体形成的,所以研究这些小行星可以让我们看到物质在更小的尺度上是如何表现和相互作用的。通过 Dinky 和我们正在飞过的其他小行星,我们正在为理解行星的形成奠定基础。”

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