دنباله دار چیست و از این اجرام غبارآلود یخی چه می‌دانیم؟

ستاره دنباله دار چیست و از این اجرام غبارآلود یخی چه می‌دانیم؟

دنباله دار ها اجرامی آسمانی و از جنس یخ هستند که گازو غبار در فضا آزاد می‌کنند. شاید بتوان دنباله دار ها را گوی‌های برفی کثیف خطاب کرد؛ اما مطالعات جدید نشان می‌دهند که آنها در حقیقت گوی‌های کثیف برفی هستند! با تکراتو همراه شوید.

دنباله دار ‌ها از غبار، یخ، کربن دی اکسید، آمونیاک، متان و موادی دیگر تشکیل شده‌اند. ستاره شناسان معتقدند که ستاره های دنباله دار‌ باقی مانده موادی هستند که ۴.۶ میلیارد سال قبل، منظومه شمسی اولیه را شکل داده‌اند.

برخی محققات معتقدند که منشاء حیات امروزی سیاره زمین، آب و ملکول‌های آلی هستند که توسط دنباله دار‌ها به زمین آورده شده‌اند. در ۱۲ نوامبر ۲۰۱۴ کاوشگر رزتا (Rosetta) بر روی یک ستاره دنباله دار فرود آمد. رزتا هسته و محیط اطراف دنباله دار را متناسب با فاصله آن با خورشید مطالعه کرد.

در تصویر زیر دنباله دار هالی را مشاهده می‌کنید. این تصویر با یک تلسکوپ ۱.۵ متری در سال ۱۹۱۰ در رصدخانه مونت ویلسون در کالیفرنیا به ثبت رسیده است. این آخرین باری بود که هالی مشاهده شد (اعتبار: NASA/JPL).

دنباله دار هایلی
دنباله دار هایلی

دنباله دار‌ها در مدارهایی به دور خورشید می‌گردند. اما گمان‌های علمی بر این است که بسیاری از دنباله‌ دار‌ها در ناحیه‌ای مشخص بنام ابر اورت (Oort Cloud) وجود دارند؛ ناحیه‌ای در ورای سیاره پلوتو و در فاصله ۵۰ هزار واحد نجومی از ما.

گاهی اوقات یک ستاره دنباله دنباله دار به بخش درونی منظومه شمسی وارد می‌شود. حال یا بطور منظم و کوتاه مدت و یا هر چند قرن یکبار. بسیاری از مردم تاکنون ستاره دنباله داری مشاهده نکرده‌اند اما آنان که موفق به این امر شده‌اند، به سادگی این نمایش زیبای آسمانی را از یاد نخواهند برد.

ویژگی‌های فیزیکی دنباله دارها

بر اساس یافته های ناسا، هسته جامد دنباله دارها عمدتا شامل یخ و غبارهای پوشیده شده از مواد آلی سیاه رنگ است. بخش زیادی از این مواد یخی را آب یخ‌زده تشکیل می دهد. همچنین سایر مواد یخ‌زده مانند آمونیک، کربن دی اکسید، کربن مونو اکسید و متان نیز در آن یافت می‌شود. هسته دنباله دار ها ممکن است بعضا دارای صخره‌های کوچک هم باشد.

هرچه یک دنباله دار به خورشید نزدیکتر می‌شود، یخی که در هسته آن وجود دارد به گازی تبدیل می‌شود که در نهایت بخشی ابرمانند بنام گیسوی دنباله (Coma) را تشکیل می‌دهد.

تشعشعات خورشیدی با جهت دادن به ذرات غبار دنباله دار، به سمت گیسوی آن، دم غباری دنباله‌دار را تشکیل می‌دهند. همچنین ذرات باردار خورشیدی، گاز موجود در ستاره دنباله دار را به یون تبدیل می‌کنند و به این ترتیب دم یونی آن را بوجود می‌‌آورد. از آنجایی که دم‌های دنباله دار تحت تاثیر تابش‌ها و بادهای خورشیدی جهت‌گیری می‌کنند، همواره سمت مخالف خورشید را نشان می‌دهند. دم دنباله دار ها ممکن است بر سیارات نیز اثر بگذارد؛ مثال مهم این موضوع، مورد دنباله دار اسپرینگ و سیاره مریخ است.

در نگاه اول شاید دنباله دارها و شهاب‌ها بسیار شبیه به هم باشند. وجود دم و گیسو در دنباله دارها راه تمییز آنها از یکدیگر است. گاهی این اتفاق رخ داده است که یک دنباله دار به اشتباه به‌عنوان یک شهاب قلمداد شده ولی رصدهای بعدی حداقل یکی از این دو ویژگی دنباله دارها را به ثبت رسانده است.

هسته اکثر دنباله دارها در بزرگترین حالت، اندازه‌ای در حدود ۱۶ کیلومتر دارد. گیسوی برخی دنباله دارها ممکن است تا حدود ۱.۶ میلیون کیلومتر نیز وسعت داشته باشد. همچنین در برخی ستاره های دنباله دار، ممکن است، دم، تا ۱۶۰ میلیون کیلومتر طول داشته باشد.

دنباله دار 103P/Hartley 2

وقتی دنباله دارها از نزدیکی خورشید عبور می‌کند، به دو دلیل با چشم غیرمسلح قابل مشاهده هستند؛ یکی آنکه بازتاب نور خورشید از گیسو و دم آنها به ما می‌رسد و دیگر آنکه به‌دلیل جذب انرژی خورشید، درخشان شده و قابل رویت می‌شوند. با این حال اکثر دنباله دارها کوچکتر و کم‌ نورتر از آن هستند که بدون استفاده از تلسکوپ بتوان آنها را رصد کرد.

ستاره های دنباله دار، در طی حرکت خود، مجموعه‌ای از خرده اجرامی آسمانی از خود بر جای می‌گذارند که می‌تواند منجر به بارش شهابی در زمین شوند. به عنوان مثال، بارش شهابی پرسید (Perseid) هرساله بین روز‌های ۹ تا ۱۳ آگوست (18 تا 22 مرداد)، زمانی رخ‌ می‌دهد که زمین از مسیر دنباله دار Swift-Tuttle گذر می‌کند.

ویژگی های مدار دنباله دارها

ستاره‌ شناسان دنباله دارها را بر اساس مدت زمان گردش آنها در مدارشان طبقه بندی می‌کنند. دنباله دارهایی که گردش کوتاه مدت دارند، برای پیمودن کامل مدار خود به 200 سال یا کمتر زمان نیاز دارند. این زمان برای دنباله دارهایی که گردش طولانی مدت دارند، به بیش از 200 سال می‌رسد.

طبق گفته‌های ناسا دسته‌ای از دنباله دارها نیز هستند که مدار گردش آنها مستقل از خورشید بوده و طی مسیر خود به خارج از منظومه شمسی پرتاب می‌شوند. اخیرا دانشمندان دنباله دارهایی را در کمربند اصلی سیارکی کشف کرده‌اند و احتمال می‌دهند که اینها منشا اصلی آب موجود در سیارات درونی منظومه شمسی باشند.

محققان معتقدند دنباله‌دارهایی که گردش کوتاه مدت به دور خورشید دارند (موسوم به دنباله دارهای دوره‌ای) از صفحه‌ای دیسکی شکل از اجرامی یخی، بنام کمربند کوئیپر، در ورای مدار سیاره نپتون، منشاء می‌گیرند. دنباله دار‌های دوره‌ای تحت تاثیر برهم‌کنش‌هایی که با سیارات بیرونی دارند به درون منظومه شمسی پرتاب و به‌عنوان ستاره های دنباله دار فعال شناخته می‌شوند.

گمان برده می‌شود دنباله دارهایی که گردش طولانی مدت به دور خورشید دارند، از ابرهای کروی‌شکل اورت نشات گرفته‌اند و به‌دلیل فشار ایجاد شده در طی فرآیند مرگ ستاره‌ها به درون منظومه شمسی پرتاب شده‌اند. در سال ۲۰۱۷ دانشمندان به این نتیجه رسیدند که احتمالا ۷ برابر بیشتر از آنچه تصور می‌شد، دنباله دارهایی با گردش طولانی مدت وجود داشته باشند.

برخی دنباله دارها که به خورشید-مغذی شهرت دارند، به درون خورشید پرتاب می‌شوند و یا از نزدیکی آن عبور می‌کنند. سرانجام تبخیر شده و از بین‌ می‌روند. بعضی دانشمندان نسبت به خطرات احتمالی این دنباله دارها برای زمین ابراز نگرانی کرده‌اند.

نام گذاری دنباله دارها

به طور کلی نام دنباله دارها یادآور کاشف آنها است. به عنوان مثال، دنباله دار شومیکر-لوی ۹ به این دلیل به این اسم خوانده می‌شود که نهمین دنباله دار دوره‌ای است که نخستین بار توسط کارولین شومیکر و دیوید لوی رصد شد. نام بسیاری از فضاپیماهایی که تاثیرات بسزایی در کشف برخی دنباله دارها داشته‌اند نیز الهام بخش بوده است. در همین رابطه می‌توان از ماموریت های ‌SOHO و WISE نام برد.

تاریخچه دنباله‌ دارها

در گذشته‌های دور، دنباله‌ دارها علامت‌هایی بودند که از ترس و حتی خطر حکایت می‌کردند. ستاره هایی مودار که مانند شمشیرهایی آتشین به طور ناگهانی در آسمان ظاهر می‌شدند. اغلب، دنباله دارها را بعنوان نشانه‌ای برای عذاب‌های در پیش رو قلمداد می‌کردند. شناخته شده‌ترین افسانه عهد قدیم، یعنی حماسه گیلگمش (Epic of GilGamesh)، ازدنباله دارها بعنوان پیام‌آوران آتش‌سوزی، سیل و مرگ یاد کرده است.

نرو، امپراطور روم باستان، برای نجات خودش از نفرین یک ستاره دنباله دار، تمامی جانشین‌های احتمالی تاج و تختش را از لب تیغ گذرانید. ترس از دنباله دارها تنها مربوط به گذشته‌ها نمی‌شود؛ در سال ۱۹۱۰ ،مردم شیکاگو، برای محافظت از خود در برابر آنچه دم سمی دنباله دار از آن یاد می‌کردند، تمام پنجره‌های خانه‌هایشان را مهر و موم کردند.

برای قرن‌ها، دانشمندان تصور می‌کردند که دنباله‌ دارها در درون اتمسفر زمین حرکت می‌کنند. اما در ۱۵۷۷، مشاهدات انجام شده توسط تیکو براهه، ستاره شناس دانمارکی، نشان داد که آنها در حقیقت در جایی حتی در ورای کره ماه در حال حرکت هستند. بعد‌ها آیزاک نیوتون پی‌برد که دنباله دارها در مدارهایی بیضوی به دور خورشید در حال حرکت هستند. او به درستی پیشبینی کرد که این اجرام را می‌توان بارها و بارها مشاهده کرد.

ستاره شناسان چینی برای قرن‌ها رصدهای خود از دنباله دارها را ثبت کردند. از جمله این رصدها، مشاهده‌ی دنباله دار هالی (Halley’s Comet) است که به سال ۲۴۰ قبل از میلاد تعلق دارد. ثبت سالانه رصدی چینی‌ها، گنجینه‌ای با ارزش برای ستاره‌ شناسان نسل بعدی به شمار می‌رود.

تعدادی از ماموریت‌های اخیر به دنباله دارها مربوط می‌شود. در سال ۲۰۰۵، کاوشگر برخورد ژرف (Deep Impact) متعلق به ناسا، با دنباله دار Temple 1 برخورد کرد و با انفجاری چشمگیر، پایانی دراماتیک برای خود رقم زد. او در طول این ماموریت، اطلاعات ارزشمندی از ساختار درونی و ترکیبات هسته این ستاره دنباله دار گزارش کرد. در سال ۲۰۰۹ ناسا اعلام کرد نمونه‌هایی که طی ماموریت خیال (Stardust) از دنباله دار Wild 2 به زمین رسیده است شواهدی از وجود حیات را نشان می‌دهد.

در سال ۲۰۱۴، کاوشگر رزتا (Rosetta) متعلق به سازمان فضایی اروپا (ESA) موفق شد به مدار دنباله دار 67P/Churyumov-Gerasimenko وارد شود. رزتا دستاوردهای بسیاری به ارمغان آورد؛ نخستین کشف مولکول‌های آلی در سطح یک دنباله دار، ارائه دو فرضیه در خصوص شکل عجیب این دنباله دار (که یکی چرخش مجزا آن و دیگری احتمال تشکیل شدن آن در نتیجه برخورد میان دو دنباله دار) و دست آخر این حقیقت که دنباله دارها از پوسته‌ای سخت و شکننده و نیز ساختار درونی نرم و سرد تشکیل شده‌اند، چیزی شبیه به یک بستنی سرخ شده!

در ۳۰ سپتامبر ۲۰۱۶، رزتا بطور عامدانه بر روی این دنباله دار سقوط کرد و به ماموریت خود پایان داد.

دنباله دار هالی (Halley) احتمالا مشهورترین دنباله دار جهان است. جالب است بدانید که در سال ۱۰۶۶، بایو تپستری، نقاش مشهور، در طرحی که از جنگ هاستینگ به تصویر کشید، از دنباله دار هالی نیز استفاده کرد. دنباله دار هالی که هر ۷۶ سال یکبار به دور خورشید می‌گردد، با چشم غیر مسلح قابل مشاهده است. وقتی در سال ۱۹۸۶، دنباله دار هالی به زمین نزدیک شد، ۵ فضاپیما از مقابل آن گذر کردند و اطلاعاتی بی‌سابقه را به ثبت رساندند. هالی در فاصله‌ای کافی از زمین قرار داشت که مطالعه هسته آن امری امکان پذیر بود. در حال عادی مطالعه هسته دنباله دارها بدلیل همپوشانی آن با گیسوی دنباله دار بسیار دشوار است.

 

بیشتر بخوانید: کرم چاله چیست؟ توضیحی بر نظریه نسبیت عام انیشتین

 

دنباله دار هالی با شکلی شبیه به سیب‌زمینی ، ۱۵ کیلومتر وسعت، دارای مقادیر برابری از یخ و غبار است. ۸۰ درصد از یخ موجود در آن حاصل از آب و ۱۵ درصد از کربن مونو اکسید یخ زده تشکیل شده است. محققان معتقد هستند که سایر دنباله دارها نیز از نظر شیمیایی به هالی شبیه هستند. هسته دنباله دار هالی به طرز غیرمنتظره‌ای بسیار تاریک بود. سطح هالی، و احتمالا بسیاری دیگر از دنباله دارها، از پوسته‌ای تیره از جنس غبار و یخ پوشیده شده است. این دنباله دار تنها زمانی از خود گاز منتشر می‌کند که حفره‌هایی در پوسته‌ی یخی آن به‌دلیل قرار گرفتن در معرض خورشید به‌وجود آید.

ستاره دنباله دار شومیکر-لوی ۹، در سال ۱۹۹۴ با سیاره مشتری به شدت برخورد کرد. نیروی گرانشی عظیم غول گازی، باعث شکافتگی این دنباله دار و تبدیل آن به حداقل ۲۱ قطعه قابل رویت شد. بزرگترین برخورد، یک توپ آتشین را بوجود آورد که تا ارتفاع ۳۰۰۰ کلیلومتری بالای ابر یوویان (Jovian Cloud) و نیز لکه تاریک عظیمی با وسعت ۱۲۰۰۰ کیلومتر (تقریبا اندازه سیاره زمین) بالا آمد. تخمین زده می‌شود که این انفجار با نیروی معادل با انفجار ۶۰۰۰ گیگاتن تی‌ان‌تی برابر می‌کند.

دنباله دار هاله‌باپ (Hale-Bopp) در سال ۱۹۹۷ به فاصله ۱۹۷ کیلومتری زمین رسید. این نزدیکترین فاصله‌ای است که در بین دنباله دارهای اخیر وجود داشته و باعث وضوحی بسیار بالا شده است. هسته هاله‌باپ به طور غیرمعمولی بزرگ و سرشار از غبار و گاز بود. همین موضوع عاملی بود که دم هاله‌باپ در حدود ۳۰ تا ۴۰ کیلومتر طول داشته باشد و خودش نیز با درخشندگی بالایش با چشم غیرمسلح قابل رویت باشد.

برخلاف انتظارات، دنباله دار ISON، در سال ۲۰۱۳ نمایشی خیره‌کننده نداشت. هرچند این دنباله دار خورشید-مغذی توانست از عبور نزدیک خود از کنار خورشید جان سالم به در ببرد، اما در ماه دسامبر همان سال زندگی‌اش پایان یافت.

منبع: Space



ارسال نظر