ASTEROID YANG DILAPISI ULANG OLEH DART

Ketika wahana DART milik NASA menabrak Dimorphos pada 26 September 2022, wahana itu mengubah orbit asteroid kecil ini di sekeliling pasangannya yang lebih besar, Didymos. Teleskop dan wahana kecil LICIACube menyaksikan semburan puing terlontar. Momentum yang dipindahkan dan bentuk semburan itu menunjukkan bahwa Dimorphos adalah tumpukan puing (rubble pile): timbunan longgar bongkahan batu dan kerikil yang nyaris tidak menyatu.

Namun bagian dalam yang berbeda-beda bisa sama-sama cocok dengan pengamatan itu. Sebuah tim dari Belgia dan Rumania bertanya ke mana puing itu pergi selanjutnya, dan apa artinya bagi misi Hera milik Badan Antariksa Eropa, yang tiba di pasangan asteroid itu pada akhir 2026 untuk melengkapi eksperimen DART.

Delapan juta partikel dan sebuah bola 580 kilogram

Para peneliti memakai kode hidrodinamika partikel terhaluskan (smoothed particle hydrodynamics, SPH), yang memotong sebuah benda menjadi jutaan partikel kecil yang membawa massa dan saling mendorong — sekitar 8 juta per simulasi.

• DART menjadi bola aluminium 580 kilogram yang menabrak dengan kecepatan 6,14 km/s, sepanjang lintasannya yang direkonstruksi.
• Dimorphos berupa elipsoid berukuran sekitar 177 × 151 × 116 meter: bongkahan bersudut berdiameter 2,2 hingga 18 meter, terbenam dalam kerikil yang 45%-nya berupa ruang kosong.
• Versi kedua menambahkan bongkahan 64 meter di pusatnya. Kedua benda itu bermassa 3,53 dan 3,79 miliar kilogram.
• Tarikan Didymos, yang berjarak 1,2 km, dan rotasi pasangan itu ikut diperhitungkan. Setiap simulasi mencakup enam jam, sekitar separuh orbit Dimorphos mengelilingi Didymos.

Tiga belas persen naik, dua belas persen turun kembali

• Tumbukan itu melontarkan sekitar 13% massa Dimorphos, sebagian besar dengan kecepatan beberapa sentimeter per detik.
• Sekitar 12% massa asteroid itu mendarat kembali di atasnya. Sekitar 1% ditangkap Didymos atau tetap terikat pada pasangan itu; hanya sekitar 0,2% yang lolos dari sistem.
• Sekitar 80% materi yang kembali mendarat dalam 30 menit.

Alih-alih kawah berbentuk mangkuk, tumbukan itu meninggalkan cekungan berdasar datar. Puing yang kembali menutupi seluruh permukaan, tetapi tidak merata: tebalnya lebih dari 8 meter di sekitar tepi cekungan, hanya beberapa puluh sentimeter di dekat antipode, yaitu titik di seberang tumbukan. Dalam gravitasi selemah itu, tarikan Didymos dan rotasi pasangan itu membelokkan lintasan puing yang lambat; tanpa efek-efek ini, simulasi sebelumnya menghasilkan selimut yang merata.

Bongkahan besar menembus puing yang berjatuhan, tetap tersingkap, dan melindungi permukaan di belakangnya. Bongkahan pusat nyaris tidak mengubah pola keseluruhan: jauh dari tepi cekungan dan dari bongkahan, ketebalan lapisan puing kedua model umumnya berbeda kurang dari satu meter.

Kiri: penampang kedua asteroid simulasi sebelum dan sesudah tumbukan (baris bawah: dengan bongkahan pusat). Kanan: selimut puing model seragam dari empat sisi (kuning: puing yang jatuh; biru: kurang dari 20 cm). — Gambar 1, Raducan dkk. (2026), arXiv:2610.35718.

Gravitasi dengan tonjolan-tonjolan baru

Sebelum tumbukan, bentuk asteroid menentukan pola gravitasi permukaannya. Sesudahnya, gambaran besarnya hampir tidak bergeser, tetapi muncul perubahan lokal hingga sekitar 0,004 milimeter per detik kuadrat (gravitasi diukur sebagai pertambahan kecepatan benda yang dijatuhkan setiap detik) — kira-kira 10% gravitasi lokal sebelum tumbukan. Tonjolan baru itu sebagian besar berasal dari bongkahan berukuran meteran: karena terlempar lebih lambat daripada kerikil, bongkahan ini cenderung tetap berada di asteroid, dan tumbukan juga menggali bongkahan yang terkubur.

Lalu bagaimana dengan bongkahan 64 meter yang tersembunyi itu? Bongkahan itu membuat gravitasi lebih kuat di mana-mana, semata karena bendanya lebih berat, tetapi tidak meninggalkan pola yang khas — kecuali di satu tempat. Di dalam cekungan, penggalian membawa permukaan sekitar 20 meter lebih dekat ke bongkahan itu. Dibandingkan dengan benda berbentuk sama dan berkerapatan seragam (sebuah anomali Bouguer), gravitasi di sana sekitar 10% lebih tinggi — 10% yang berbeda dari yang disebut di atas, yang membandingkan asteroid itu sebelum dan sesudah tumbukan — sinyal yang tidak ada pada model seragam.

Gravitasi permukaan simulasi sebelum (atas) dan enam jam setelah tumbukan (tengah), serta perubahannya (bawah), tanpa (kiri) dan dengan (kanan) bongkahan pusat; tanda silang menandai lokasi tumbukan. — Gambar 3, Raducan dkk. (2026), arXiv:2610.35718.

Yang akan dihadapi instrumen Hera

Hera akan mengukur bentuk dan massa pasangan itu. CubeSat kecilnya, Juventas, akan menyelidiki Dimorphos dengan radar frekuensi rendah, JuRa, dan, setelah mendarat, mengukur gravitasi lokal dengan gravimeter GRASS. Kamera pencitra HyperScout-H akan merekam permukaan dalam pita-pita cahaya sempit antara 0,65 dan 0,95 mikrometer.

• Warna. Cahaya pantul hanya menyelidiki beberapa mikrometer (perseribu milimeter) teratas suatu permukaan, dan bahkan endapan paling tipis yang diramalkan lebih tebal dari itu: dalam warna-warna HyperScout-H, sebagian besar Dimorphos mungkin tampak baru dilapisi ulang, menampilkan puing dari DART alih-alih permukaan yang ada sebelumnya. Permukaan lama kemungkinan besar bertahan di dekat antipode dan di samping bongkahan yang menaunginya.
• Gravitasi. Perubahan yang diramalkan sekitar seratus kali lebih besar daripada yang dapat dideteksi GRASS. Bongkahan di dekatnya dan puing yang tidak merata bisa menggeser kekuatan sekaligus arah tarikan yang diukurnya.
• Kedalaman. Bagian dalam yang jauh paling mudah dideteksi dari dalam cekungan. Namun satu titik mungkin tidak mewakili seluruh asteroid, dan gravitasi saja tidak dapat memisahkan bongkahan dangkal dari yang dalam: radar, yang melihat ke bagian dalam, harus mengisi celah itu.

Enam jam, dua ekstrem

Ini adalah dua versi ekstrem Dimorphos, bukan Dimorphos yang sebenarnya; keduanya lebih berat daripada perkiraan terbaru yang diturunkan dari geraknya, sekitar 2,7 miliar kilogram. Ketebalan lapisan mengandaikan kerikil yang jatuh 20% kurang padat daripada sebelumnya; jika lebih gembur, lapisannya lebih tebal daripada yang dilaporkan. Dan ketika simulasi berhenti pada jam keenam, 6% puing terakhir masih berputar mengelilingi pasangan itu, pada lintasan yang mungkin butuh beberapa hari hingga beberapa minggu untuk berakhir.