基于互事件测光的 Dimorphos 轨道测定

NASA 双小行星重定向测试 (DART) 航天器于 2022 年 9 月 26 日（UTC）成功撞击了 Didymos-Dimorphos 双小行星系统。我们利用 2022 年 7 月至 2023 年 2 月期间获取的地基测光观测数据，更新了其撞击前的相互轨道，并估算了撞击后的物理和轨道参数。我们发现轨道周期的总变化量为 $-33.240 \pm 0.072$ 分钟（所有不确定性均为 3$\sigma$）。我们得出撞击后轨道的偏心率约为 $0.028 \pm 0.016$，从撞击时刻到 2022 年 12 月 2 日的近点进动率为 $7.3 \pm 2.0$ 度/天。12 月至 2 月期间获取的数据表明，撞击后约 70 天，偏心率降至接近零或轨道变得混沌。大部分周期变化发生在撞击后立即出现，但在随后的几周内，又出现了额外的变化，分别为 $-27^{+19}_{-58}$ 秒或 $-19 \pm 18$ 秒（这两个数值取决于我们描述撞击后轨道周期演化的方法——分别是指数衰减的角加速度，或是假设轨道周期在撞击后某时刻发生突变）。我们估算撞击前 Dimorphos 与 Didymos 的直径比为 $0.223 \pm 0.012$，撞击后为 $0.202 \pm 0.018$，这表明撞击导致 Dimorphos 的体积减少了 ($9 \pm 9) \%$，这一结果具有边际显著性。