سطح دیمورفوس به‌طرز شگفت‌انگیزی جدید است

هنگامی که ماموریت دارت ناسا در سپتامبر ۲۰۲۲ عمدا به دیمورفوس برخورد کرد، مدار ماه تغییر کرد. محققان عکس‌ها و داده‌های گرفته‌شده توسط DART را قبل از برخورد آن مطالعه کرده‌اند و در مورد زمین‌شناسی سیستم Didymos/Dimorphos اطلاعات بیشتری کسب کرده‌اند. آنها اکنون سن سطح سیارک و قمر آن را تخمین زده اند. سیارک دیدیموس ۱۲.۵ میلیون سال سن دارد در حالی که قمر دیمورفوس تنها ۳۰۰۰۰۰ سال سن دارد.

علاوه بر این، محققان DART به این نتیجه رسیدند که دیدیموس و دیمورفوس هر دو توده‌های آوار هستند و دیمورفوس احتمالاً سنگ‌هایش را از دیدیموس به ارث برده است.

اندی ریوکین، سرپرست تیم تحقیقاتی DART در آزمایشگاه فیزیک کاربردی جانز هاپکینز (APL) گفت: ‘این توده ای از شن و تخته سنگ (و مقداری شن/گرد و غبار) است که توسط گرانش خود به هم چسبیده است، و در واقع هیچ چیز دیگری نیست. در Bluesky در واقع هیچ انسجامی بین قطعات مختلف شن یا سنگ در Dimorphos وجود ندارد.’

این آرایش توضیح می دهد که چرا ضربه DART چنین تغییر شگفت انگیزی را در دوره مداری Dimorphos ایجاد کرد و آن را حدود ۳۴ دقیقه کاهش داد. جابجایی مجموعه ای از تخته سنگ ها راحت تر از یک جسم جامد است.

چندین محقق DART پنج مقاله در Nature Communications منتشر کردند که به زمین‌شناسی و ژئوفیزیک دیدیموس و دیمورفوس که توسط DART دیده می‌شود، نگاه می‌کردند.

توماس استاتلر، دانشمند ارشد اجسام کوچک منظومه شمسی در مقر ناسا در واشنگتن، در یک بیانیه مطبوعاتی ناسا گفت: این یافته‌ها بینش جدیدی در مورد روش‌هایی که سیارک‌ها می‌توانند در طول زمان تغییر کنند به ما می‌دهد. این موضوع نه تنها برای درک اجرام نزدیک به زمین که کانون دفاع سیاره‌ای هستند، بلکه برای توانایی ما در خواندن تاریخ منظومه شمسی از این بقایای شکل‌گیری سیاره مهم است. این تنها بخشی از دانش جدیدی است که ما از DART به دست آورده‌ایم.

اولیویه بارنوین، رونالد لوئیس بالوز، همچنین از APL، و تیمشان در «زمین‌شناسی و تکامل سیستم سیارکی دوتایی نزدیک به زمین (۶۵۸۰۳) دیدیموس» توانستند سن‌های متفاوت دیدیموس و دیمورفوس را تعیین کنند. آنها همچنین دریافتند که هر دو جرم دارای ویژگی‌های سطحی ضعیفی هستند که به احتمال زیاد به تأثیر قابل توجه DART بر مدار ماه کمک کرده است.

بارنوین در بیانیه مطبوعاتی APL گفت: «تصاویر و داده‌هایی که DART در منظومه Didymos جمع‌آوری کرد، فرصتی منحصربه‌فرد برای یک نگاه زمین‌شناسی نزدیک به یک سیستم دوتایی سیارکی نزدیک به زمین فراهم کرد. تنها از این تصاویر، ما توانستیم اطلاعات زیادی را در مورد ویژگی‌های ژئوفیزیکی دیدیموس و دیمورفوس به دست آوریم و درک خود را از شکل‌گیری این دو سیارک گسترش دهیم. ما همچنین بهتر درک می کنیم که چرا DART در جابجایی Dimorphos بسیار مؤثر بود.

در پنج مقاله جدید Nature Communications، تیم سازنده #DARTMission موفق ناسا، نور جدیدی را بر ساختار و منشأ منظومه سیارکی که در سال ۲۰۲۲ با آن مواجه شد، می اندازد. https://t.co/G7x5tQyriq@NASASolarSystem @AsteroidWatch pic.twitter.com/ i82oxbrXxw

تصاویر گرفته شده توسط DART و همدم مکعبی آن LICIACube – که توسط آژانس فضایی ایتالیا (ASI) ارائه شده است – توپوگرافی دیمورفوس را نشان می‌دهد که با تخته سنگ‌هایی با اندازه‌های مختلف پوشیده شده است، در حالی که سیارک بزرگتر دیدیموس در ارتفاعات پایین‌تر صاف‌تر است، اما در ارتفاعات بالاتر صخره‌ای است. همچنین دهانه های بیشتری نسبت به دیمورفوس داشت. نویسندگان استنباط کردند که دیمورفوس احتمالاً در یک رویداد ریزش گسترده از دیدیموس جدا شده است.

این در مقاله‌ای دیگر تأیید شد: «شواهدی برای تکه‌تکه شدن و ریزش انبوه تخته‌سنگ‌ها در سیستم سیارکی دوتایی شمع قلوه‌سنگ (۶۵۸۰۳) Didymos.» مائوریتزیو پاجولا، از موسسه ملی اخترفیزیک (INAF) در رم، و تیمش نشان می‌دهند که چگونه دیدیموس و دیمورفوس عمدتاً از مجموعه‌ای از تخته‌سنگ‌ها تشکیل شده‌اند. این تیم به این نتیجه رسیدند که شکل‌گیری دیمورفوس احتمالاً زمانی رخ داده است که دیدیموس مواد ریخته و یک ماه سیارکی جدید ایجاد کرده است.

این تیم نوشت: «توزیع اندازه-فرکانس سنگ‌های بزرگتر از ۵ متر در دیمورفوس و بزرگتر از ۲۲.۸ متر در دیدیموس تأیید می‌کند که هر دو سیارک انبوهی از قطعات هستند که در اختلال فاجعه‌بار اجدادشان تولید شده‌اند.این یافته از این فرضیه پشتیبانی می‌کند که برخی از سیستم‌های دوتایی سیارکی از طریق چرخش و ریزش جرم کسری از سیارک اولیه تشکیل می‌شوند.

در مقاله دیگری، ‘شکستگی سریع تخته سنگ توسط خستگی حرارتی در سیارک های سنگی شناسایی شد‘ آلیس لوچتی، همچنین از INAF، و همکارانش دریافتند که اندازه و توزیع تخته سنگ ها در Dimorphos با خستگی حرارتی، که تضعیف تدریجی و ترک خوردگی است، مطابقت دارد. مواد ناشی از گرما این می تواند به سرعت سنگ های سطح دیمورفوس را بشکند، خطوط سطحی ایجاد کند و ویژگی های فیزیکی این نوع سیارک را سریعتر از آنچه قبلا تصور می شد تغییر دهد. ماموریت DART احتمالاً اولین مشاهده چنین پدیده ای روی این نوع سیارک بود.

خستگی حرارتی همچنین می‌تواند تأثیری بر این موضوع داشته باشد که اگر این نوع سیارک برای دفاع سیاره‌ای نیاز به انحراف داشته باشد، چه اتفاقی می‌افتد.

نویسندگان نوشتند: «وجود میدان‌های تخته سنگی تحت تأثیر شکست حرارتی در سطوح سیارک‌های نزدیک به زمین ممکن است به افزایش جرم و تکانه پرتاب‌شده از ضربه‌گیرهای جنبشی هنگام انحراف سیارک‌ها کمک کند».

مقاله‌ای دیگر با عنوان «ظرفیت باربری سیارک دیدیموس (۶۵۸۰۳) تخمین زده شده از ردهای تخته سنگی» به رهبری دانش‌آموزان ژان بیگو و پائولین لومباردو از ISAE-SUPAERO در تولوز، فرانسه نشان می‌دهد که ظرفیت باربری – توانایی سطح در تحمل بارهای اعمال شده از سیارک دیدیموس – تنها ۰.۱ درصد ماسه خشک روی زمین است. ناسا اعلام کرد که این یک پارامتر مهم برای درک و پیش‌بینی واکنش یک سطح، به ویژه برای اهداف جابجایی یک سیارک در نظر گرفته می‌شود.

در نهایت، «خواص مکانیکی سیارک‌های شمع قلوه سنگ از طریق تجزیه و تحلیل مورفولوژیکی تخته سنگ‌های سطحی» توسط کولاس رابین و همکارانش در ISAE-SUPAERO انجام شد. آن‌ها سنگ‌های سطحی دیمورفوس را مورد بررسی قرار دادند و آن‌ها را با سایر سیارک‌های شمع قلوه سنگ از جمله ایتوکوا، ریگو و بننو مقایسه کردند. محققان «شباهت‌های خیره‌کننده‌ای» در سنگ‌های هر چهار سیارک کشف کردند که نشان می‌دهد تمام آن‌ها به شیوه‌ای مشابه شکل گرفته و تکامل یافته‌اند و همچنین تحت تأثیر برخوردها تغییر کرده‌اند. این داده‌ها همچنین به مأموریت‌های دفاع سیاره‌ای آینده و تلاش‌ها برای مأموریت‌های ضربه‌گیر اطلاعات لازم را فراهم می‌کنند.

این تیم نوشت: «تلاش‌های دفاعی سیاره‌ای بر تخمین‌هایی از خواص مکانیکی سیارک‌ها تکیه می‌کنند، که محدود کردن دقیق آن‌ها از زمین دشوار است». خواص مکانیکی مواد سیارکی نیز در تفسیر برخورد DART مهم است.

تمام تیم محققان DART به مطالعه و بررسی تأثیر DART ادامه خواهند داد. به علاوه، فضاپیمای دیگری در سال ۲۰۲۴ به فضا پرتاب خواهد شد تا Dimorphos را از نزدیک‌تر بررسی کند. مأموریت هرا ESA باید در دسامبر ۲۰۲۶ به Didymos و Dimorphos برسد. هرا تحقیقاتی دقیق درباره Dimorphos انجام خواهد داد تا بیشتر بفهمد که چگونه این تأثیر بر آن تأثیر گذاشته است.