由伯尔尼大学领导的一个国际研究团队发现，单次小行星碰撞可能极大地改变了火星两颗卫星中较小的德摩斯。通过将详细的计算机模拟与欧洲航天局的海拉太空船的最新图像结合，研究人员得出结论：一次撞击可以解释这颗卫星的大型南部凹陷和异常光滑、多尘的表面。这项研究是第一项将海拉在德摩斯飞掠时收集的观测数据结合到科学研究中的工作。这些发现也可能为未来的任务提供指导，包括日本航空航天探索局（JAXA）的火星卫星探索（MMX）任务。 德摩斯光滑表面的谜团德摩斯是火星两颗卫星中较小且距离较远的那颗。它的形状大致呈椭圆形，并且在南极附近有一个突出的凹陷。与火星的另一颗卫星费博斯相比，德摩斯的表面也显得截然不同。费博斯表面布满陨石坑，而德摩斯表面更光滑，因为它的大部分表面被松散的尘土和称为月壤的岩石碎片覆盖。太空船在几十年的时间里拍摄了越来越详细的月球图像，但科学家们一直不确定是什么造成了南部的凹陷或广泛的碎片层。一项由萨比娜·拉杜坎（Dr. Sabina Raducan）领导的新研究调查了这两个特征是否可能有共同的来源。该国际合作团队包括来自阿尔卑斯海岸天文台、亚利桑那大学和东京大学等多个机构的研究人员。拉杜坎在伯尔尼大学物理研究所的空间研究与行星科学部（WP）工作，直到2025年10月。现在，她是国际空间科学研究所的科学项目经理，同时也是布鲁塞尔自由大学的高级研究员。 研究小组使用通过“伯尔尼平滑粒子流体动力学（SPH）”代码生成的高分辨率模拟，发现南极附近的独特凹陷最可能是由于一次强度足够但不足以摧毁德摩斯的小行星撞击所造成的。根据模拟结果，同一次碰撞也可能产生现在覆盖大部分卫星的月壤。这项发表在《自然天文学》杂志上的研究，是第一篇使用欧洲航天局海拉太空船飞经过德摩斯时收集的观测数据的科学出版物。海拉目前正朝着其主要目的地，名为迪莫斯的小行星旅行。 模拟一场大规模的小行星碰撞为了重建可能发生的情况，科学家们使用了伯尔尼SPH代码，该代码经过约20年的开发，用于模拟涉及小行星、彗星和行星的碰撞。在模拟中，碰撞的物体通过数百万个单独的粒子表示。研究人员可以调整重力、密度和材料强度等因素，以查看不同类型的撞击是如何展开的。伯尔尼大学在数值冲击建模方面具有广泛的专业知识。该方法先前已用于模拟美国宇航局的DART太空船撞击迪莫斯。“该代码在伯尔尼大学的高性能计算集群上运行，是为数不多的能够执行这种类型模拟的代码之一，”研究负责人萨比娜·拉杜坎（Sabina Raducan）解释道。研究人员测试了多种可能的情景，改变了撞击物的大小、速度和撞击角，同时也变化了德摩斯内部结构的假设。“我们进行了大约一百次模拟——每一次都花费大约一周的时间。”然后，他们将结果与欧洲航天局的太空探测器收集的观测数据进行了比较。海拉的主要任务是密切检查NASA的DART太空船撞击迪莫斯时发生的事情。这些观测的目的是帮助研究人员评估小行星的偏移是否可以作为防御地球免受小行星撞击的潜在方法。在2025年3月，海拉飞越火星并利用火星的引力改变其朝向迪莫斯的轨道。这一机动还给了太空船一个难得的机会，可以近距离观察德摩斯。 一次撞击可能解释两个重大特征模拟结果偏向于特定的碰撞情景。根据研究人员的说法，一颗直径约320米的小行星以45度角撞击德摩斯，可能产生现在在卫星南极附近可见的凹陷的大小和形状。相同的撞击也可以解释为什么月壤遍布整颗卫星。在碰撞过程中，会有大量物质被抛向外部，并重新分布在德摩斯的表面，埋藏了许多较古老的表面特征。在某些地方，沉积的物质可能超过200米深。“我们的模拟显示，单次碰撞足以决定性地塑造德摩斯当前的地貌，”共同作者马丁·尤齐（Martin Jutzi）解释道。