人造物撞小行星確定有效！DART 任務改變雙小行星繞日軌道

最新研究顯示，NASA DART（Double Asteroid Redirection Test，雙小行星改道測試）任務 2022 年 9 月刻意撞擊小行星衛星 Dimorphos，不僅改變繞較大伴星 Didymos 的運動，也同時使這對雙小行星繞太陽的軌道出現可測量的改變。觀測結果顯示，原本約 770 天的公轉週期縮短 0.15 秒，是人造物體首次量測到改變天體繞太陽運行軌道。

Didymos 與 Dimorphos 由重力連結，彼此繞共同質心運行，形成「雙小行星系統」，故小行星之一變化也會影響另一顆。之前研究發現，Dimorphos 繞直徑約 805 公尺的 Didymos 公轉週期（約 12 小時）因撞擊縮短 33 分鐘。新研究指出，撞擊噴出碎屑使整個系統軌道速度改變約每秒 11.7 微米（約每小時 4.3 公分），並導致繞太陽的公轉週期改變 0.15 秒。雖然這對軌道來說只是極其微小的變化，但時間累積，仍可能造成較大偏移，甚至影響一顆潛在危險小行星是否會撞上地球。

▲ 義大利 LICIACube（小行星成像立方衛星）拍攝的 DART 撞擊後影像。左為撞擊後約 2 分 40 秒拍攝，右為 20 秒後拍攝。上方較大天體為 Didymos，下方較小者為 Dimorphos，周圍可見撞擊拋射出的岩石碎屑雲。（Source：ASI / NASA）

當 DART 撞擊直徑約 170 公尺的 Dimorphos，大量岩石碎屑拋射至太空，改變了小行星形狀，也帶走動量並提供額外推力，這種效應稱為「動量增益因子」。研究顯示，此次撞擊的動量增益因子約 2，代表碎屑噴出使撞擊效果增加至太空船本身動量的兩倍。

為了確認這項影響不僅作用於 Dimorphos，也改變了 Didymos 的運動，團隊結合雷達與地面望遠鏡觀測，並追蹤小行星造成的「恆星掩星」事件。當小行星從恆星前方經過時，恆星會短暫消失，可極精確測量速度與位置。全球志願天文觀測者 2022 年 10 月至 2025 年 3 月共記錄 22 次掩星事件，這些資料成為計算軌道改變的關鍵。這些極為精確的測量結果再次證明，動能撞擊是種可行的行星防禦方法，雙小行星系統甚至只需撞擊一顆，就可改變整個系統的軌道。