研究人员在孪小星表面发现15条疑似巨石轨迹的痕迹。图片来源：J.Bigot 、P. Lombardo

本报讯 5个科学家团队报告了对“孪大星”双小行星系统的研究成果，这些发现基于美国国家航空航天局（NASA）“双小行星重定向测试”（DART）任务的观测数据。研究结果有助于进一步了解这些天体的物理和地质特征以及它们的形成，对未来探测任务和行星防御策略将有潜在影响。相关研究近日发表于《自然-通讯》。

近年来，由一颗主星和一颗环绕卫星组成的双小行星系统尤其受到关注，因为它们能提供对系统组成的精确物理表征，而且能揭示小型天体系统的形成和演化过程。孪大星及其超小卫星孪小星离地球较近，并且是近地空间的常见小行星类型，因此是难能可贵的研究对象，为科学家提供了近距离观测的独特机会。利用NASA的DART任务采集的数据，5个研究团队调查了孪大星双小行星系统的不同物理特征。

美国约翰斯·霍普金斯大学应用物理学实验室的Olivier Barnouin和同事利用NASA的DART任务数据以及意大利航天局的“意大利小行星成像立方星”任务的影像，分析了孪大星和孪小星的地质特征和物理特性。他们发现，孪大星的高海拔表面崎岖不平，有10米到160米长的大型石块和陨击坑；低海拔表面则较平坦，大石块和陨击坑都较少。相比之下，孪小星上有各种大小的石块、大量裂缝或断层，还有一些陨击坑。研究人员指出，孪小星可能是由孪大星脱落的物质在引力作用下聚集形成的，两颗行星的表面黏聚力特性较低，加上观测到的陨击坑，显示孪大星的表面年龄是孪小星的40至130倍。他们估计孪大星和孪小星的年龄分别在1250万年左右和不到30万年。

法国图卢兹大学的Naomi Murdoch和同事分析了小行星表面的石块裂缝，确认了孪大星表面的承载力（表面支撑重力载荷的能力）比地球干旱沙地或月壤的承载力要低很多。

在另一篇论文中，意大利帕多瓦天文台的Maurizio Pajola和共同作者分析了石块大小、形状及其在这两颗小行星表面的分布模式。科学家发现，孪小星上的石块大小分布模式显示，它们是分阶段而不是一起形成的，而且直接来自孪大星。这进一步支持了双小行星系统是由主星脱落物质形成的假说。

帕多瓦天文台的Alice Lucchetti和同事则发现，热疲劳能使孪小星表面的石块快速破裂，这可能是热疲劳在这类S型小行星上引起这种快速（约10万年）石块破裂的首个观测结果。

最后，图卢兹大学的Colas Robin和共同作者将孪小星表面34个石块的形态特征与其他多个砾石堆小行星的表面石块进行了对比。根据石块形态特征的相似性，以及与实验室实验的对比，发现这类小行星有一个共同的形成和演化机制。（冯维维）

相关论文信息：

https://doi.org/10.1038/s41467-024-50146-x

https://doi.org/10.1038/s41467-024-50148-9

https://doi.org/10.1038/s41467-024-50145-y

https://doi.org/10.1038/s41467-024-50149-8

https://doi.org/10.1038/s41467-024-50147-w