DART撞击后抛射的巨石在Didymos-Dimorphos双小行星周围的长期动力学

2022年，DART任务航天器撞击了小行星Dimorphos（Didymos双小行星系统的次级天体），抛射出大量尘埃颗粒、岩石和巨石。欧空局的Hera任务将于2026年抵达该系统进行撞击后研究并可能探测到轨道碎片。我们研究了DART抛射的大块巨石的长期动力学，以测试是否有任何此类物体在Hera任务到达前幸存于轨道中。为了模拟巨石的动力学，我们使用了一个数值模型，包括非球形Didymos和Dimorphos的引力、太阳引力和辐射压力。使用SPICE内核定义正确的参考系进行积分。巨石的动力学高度混沌，1%的初始巨石在准稳定轨道上至少存活4年。这些轨道的特征在于偏心率与倾角（包括自旋翻转）反相的大幅振荡，这是一种类似于Kozai机制的机制。这种行为可能保护这些天体免于与两个小行星的近距离接触。我们还计算了小行星表面上的二次撞击分布，这可能影响DART初始撞击后的尘埃发射以及小行星的表面成分。Hera任务观测到巨石的概率很小但不可忽略，并且预计未来几年将出现几乎恒定的逃逸巨石通量，因为它们在DART撞击后的寿命覆盖了很大的时间间隔。大多数对Dimorphos的再撞击发生在撞击点对面的半球，优先靠近赤道平面。