سیارکی که DART آن را از نو فرش کرد
وقتی فضاپیمای DART ناسا در 26 سپتامبر 2022 به دیمورفوس (Dimorphos) برخورد کرد، مدار این سیارک کوچک را به دور همراه بزرگ‌ترش، دیدیموس (Didymos)، تغییر داد. تلسکوپ‌ها و کاوشگر کوچک LICIACube فوارهٔ آواری را دیدند که به بیرون پرتاب می‌شد. تکانهٔ منتقل‌شده و شکل این فوارهٔ آوار نشان می‌دهند که دیمورفوس یک تودهٔ آوار (rubble pile) است: انبوهی سست از تخته‌سنگ و شن که به‌زحمت به هم چسبیده است.
اما درون‌های گوناگونی می‌توانند با این مشاهدات جور درآیند. گروهی از بلژیک و رومانی پرسیدند آوارها پس از آن کجا رفتند، و این برای مأموریت هرا (Hera) آژانس فضایی اروپا چه معنایی دارد، که اواخر 2026 به این جفت می‌رسد تا آزمایش DART را کامل کند.
هشت میلیون ذره و گویی 580 کیلوگرمی
پژوهشگران از یک کد هیدرودینامیک ذرات هموار (smoothed particle hydrodynamics, SPH) استفاده کردند، که جسم را به میلیون‌ها ذرهٔ کوچک تقسیم می‌کند که جرم دارند و به یکدیگر فشار می‌آورند — حدود 8 میلیون ذره در هر اجرا.
- DART به یک کرهٔ آلومینیومی 580 کیلوگرمی تبدیل شد که با سرعت 6.14 کیلومتر بر ثانیه در امتداد مسیر بازسازی‌شده‌اش برخورد می‌کرد.
- دیمورفوس بیضی‌گونی به ابعاد حدود 177 × 151 × 116 متر بود: تخته‌سنگ‌هایی زاویه‌دار به قطر 2.2 تا 18 متر، فشرده در شنی که 45% آن فضای خالی است.
- نسخهٔ دوم یک تخته‌سنگ 64 متری در مرکز افزود. جرم این دو جسم 3.53 و 3.79 میلیارد کیلوگرم است.
- کشش دیدیموس، در فاصلهٔ 1.2 کیلومتری، و چرخش این جفت به حساب آمدند. هر اجرا شش ساعت را پوشش داد، حدود نیمی از مدار دیمورفوس به دور دیدیموس.
سیزده درصد بالا، دوازده درصد دوباره پایین
- برخورد حدود 13% از جرم دیمورفوس را به پرواز درآورد، بیشترش با سرعت چند سانتی‌متر بر ثانیه.
- حدود 12% از جرم سیارک دوباره بر آن فرود آمد. حدود 1% را دیدیموس به دام انداخت یا به این جفت مقید ماند؛ تنها حدود 0.2% از سامانه گریخت.
- حدود 80% از مواد بازگشتی ظرف 30 دقیقه فرود آمدند.
برخورد، به جای دهانه‌ای کاسه‌مانند، یک فرورفتگی با کف صاف بر جا گذاشت. آوار بازگشتی کل سطح را پوشاند، اما ناهموار: بیش از 8 متر ضخامت در پیرامون لبهٔ فرورفتگی، و تنها چند ده سانتی‌متر نزدیک پادنقطه (antipode)، نقطهٔ مقابل محل برخورد. در گرانشی چنین ضعیف، کشش دیدیموس و چرخش این جفت مسیر آوارهای کُند را خم می‌کنند؛ بدون این اثرها، شبیه‌سازی‌های پیشین پوششی یکنواخت به دست می‌دادند.
تخته‌سنگ‌های بزرگ از میان آوار در حال سقوط گذشتند، بیرون ماندند و زمین پشت سرشان را محافظت کردند. تخته‌سنگ مرکزی الگوی کلی را به‌زحمت تغییر داد: دور از لبه و دور از تخته‌سنگ‌ها، ضخامت لایه‌های آوار دو مدل معمولاً کمتر از یک متر با هم تفاوت دارد.
چپ: برش‌های عرضی دو سیارک شبیه‌سازی‌شده پیش و پس از برخورد (ردیف پایین: با تخته‌سنگ مرکزی). راست: پوشش آوار مدل یکنواخت از چهار سو (زرد: آوار فرودآمده؛ آبی: کمتر از 20 سانتی‌متر). — شکل 1، Raducan و همکاران (2026)، arXiv:2610.35718.
گرانش با برآمدگی‌های تازه
پیش از برخورد، شکل سیارک الگوی گرانش سطحی آن را تعیین می‌کرد. پس از آن، تصویر کلی به‌زحمت تغییر می‌کند، اما تغییرهایی محلی پدیدار می‌شوند که به حدود 0.004 میلی‌متر بر مجذور ثانیه می‌رسند (گرانش به‌صورت سرعتی اندازه‌گیری می‌شود که جسمی رهاشده در هر ثانیه به دست می‌آورد) — تقریباً 10% از گرانش محلی پیش از برخورد. برآمدگی‌های تازه بیشتر از تخته‌سنگ‌های متری می‌آیند: این تخته‌سنگ‌ها که کندتر از شن پرتاب می‌شوند، معمولاً روی سیارک می‌مانند، و برخورد تخته‌سنگ‌های مدفون را هم از زیر خاک بیرون می‌کشد.
و تخته‌سنگ پنهان 64 متری؟ گرانش را همه‌جا قوی‌تر می‌کند، صرفاً چون جسم سنگین‌تر است، اما هیچ الگوی آشکارکننده‌ای بر جا نمی‌گذارد — جز در یک جا. درون فرورفتگی، کنده شدن زمین سطح را حدود 20 متر به آن نزدیک‌تر کرده است. در مقایسه با جسمی هم‌شکل و با چگالی یکنواخت (یک بی‌هنجاری بوگه، Bouguer anomaly)، گرانش آنجا حدود 10% بیشتر است — 10%ی متفاوت با آنچه پیش‌تر آمد، که سیارک را پیش و پس از برخورد مقایسه می‌کرد — نشانه‌ای که در مدل یکنواخت وجود ندارد.
گرانش سطحی شبیه‌سازی‌شده پیش از برخورد (بالا) و شش ساعت پس از آن (وسط)، و تغییر آن (پایین)، بدون (چپ) و با (راست) تخته‌سنگ مرکزی؛ علامت ضربدر محل برخورد را نشان می‌دهد. — شکل 3، Raducan و همکاران (2026)، arXiv:2610.35718.
آنچه ابزارهای هرا با آن روبه‌رو خواهند شد
هرا شکل و جرم این جفت را اندازه خواهد گرفت. ماهوارهٔ مکعبی (CubeSat) کوچک آن، یوونتاس (Juventas)، درون دیمورفوس را با یک رادار کم‌بسامد، JuRa، می‌کاود و پس از فرود، گرانش محلی را با گرانی‌سنج GRASS اندازه می‌گیرد. تصویربردار HyperScout-H سطح را در نوارهای باریکی از نور میان 0.65 و 0.95 میکرومتر ثبت خواهد کرد.
- رنگ‌ها. نور بازتابیده تنها چند میکرومتر (هزارم میلی‌متر) بالایی سطح را می‌کاود، و حتی نازک‌ترین نهشته‌های پیش‌بینی‌شده ضخیم‌تر از این‌اند: در رنگ‌های HyperScout-H، بیشتر دیمورفوس ممکن است تازه‌فرش‌شده به نظر برسد و آوار DART را نشان دهد نه سطحی را که پیش‌تر آنجا بود. سطح قدیمی به احتمال زیاد نزدیک پادنقطه و کنار تخته‌سنگ‌های پناه‌دهنده باقی مانده است.
- گرانش. تغییرهای پیش‌بینی‌شده حدود صد برابر بزرگ‌تر از چیزی است که GRASS می‌تواند آشکار کند. تخته‌سنگ‌های نزدیک و آوار ناهموار می‌توانند هم شدت و هم جهت کششی را که این دستگاه اندازه می‌گیرد جابه‌جا کنند.
- ژرفا. درون ژرف سیارک را درون فرورفتگی آسان‌تر از هر جا می‌توان حس کرد. اما یک نقطه ممکن است نمایندهٔ کل سیارک نباشد، و گرانش به‌تنهایی نمی‌تواند تخته‌سنگ‌های کم‌عمق را از ژرف جدا کند: رادار، که درون را می‌بیند، باید این شکاف را پر کند.
شش ساعت، دو حالت حدی
این‌ها دو نسخهٔ حدی از دیمورفوس‌اند، نه دیمورفوس واقعی؛ هر دو سنگین‌تر از برآورد اخیری‌اند که از حرکت آن به دست آمده، یعنی حدود 2.7 میلیارد کیلوگرم. ضخامت‌ها فرض می‌کنند شن فرودآمده 20% کم‌چگال‌تر از پیش است؛ اگر پوک‌تر باشد، لایه‌ها ضخیم‌تر از مقادیر گزارش‌شده‌اند. و وقتی شبیه‌سازی در شش ساعت متوقف می‌شود، 6% پایانی آوار هنوز به دور این جفت می‌چرخد، در مسیرهایی که پایان یافتنشان ممکن است روزها تا هفته‌ها طول بکشد.