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

اسپاش/ دنباله دار ها اجرامي آسماني و از جنس يخ هستند که گازو غبار در فضا آزاد مي‌کنند. شايد بتوان دنباله دار ها را گوي‌هاي برفي کثيف خطاب کرد؛ اما مطالعات جديد نشان مي‌دهند که آنها در حقيقت گوي‌هاي کثيف برفي هستند! با تکراتو همراه شويد. دنباله دار ها اجرامي آسماني و از جنس يخ هستند که گازو غبار در فضا آزاد مي‌کنند. شايد بتوان دنباله دار ها را گوي‌هاي برفي کثيف خطاب کرد؛ اما مطالعات جديد نشان مي‌دهند که آنها در حقيقت گوي‌هاي کثيف برفي هستند! با تکراتو همراه شويد. دنباله دار ‌ها از غبار، يخ، کربن دي اکسيد، آمونياک، متان و موادي ديگر تشکيل شده‌اند. ستاره شناسان معتقدند که ستاره هاي دنباله دار‌ باقي مانده موادي هستند که ۴.۶ ميليارد سال قبل، منظومه شمسي اوليه را شکل داده‌اند. برخي محققات معتقدند که منشاء حيات امروزي سياره زمين، آب و ملکول‌هاي آلي هستند که توسط دنباله دار‌ها به زمين آورده شده‌اند. در ۱۲ نوامبر ۲۰۱۴ کاوشگر رزتا (Rosetta) بر روي يک ستاره دنباله دار فرود آمد. رزتا هسته و محيط اطراف دنباله دار را متناسب با فاصله آن با خورشيد مطالعه کرد. در تصوير زير دنباله دار هالي را مشاهده مي‌کنيد. اين تصوير با يک تلسکوپ ۱.۵ متري در سال ۱۹۱۰ در رصدخانه مونت ويلسون در کاليفرنيا به ثبت رسيده است. اين آخرين باري بود که هالي مشاهده شد دنباله دار‌ها در مدارهايي به دور خورشيد مي‌گردند. اما گمان‌هاي علمي بر اين است که بسياري از دنباله‌ دار‌ها در ناحيه‌اي مشخص بنام ابر اورت (Oort Cloud) وجود دارند؛ ناحيه‌اي در وراي سياره پلوتو و در فاصله ۵۰ هزار واحد نجومي از ما. دنباله دار چيست و از اين اجرام غبارآلود يخي چه مي‌دانيم؟ گاهي اوقات يک ستاره دنباله دنباله دار به بخش دروني منظومه شمسي وارد مي‌شود. حال يا بطور منظم و کوتاه مدت و يا هر چند قرن يکبار. بسياري از مردم تاکنون ستاره دنباله داري مشاهده نکرده‌اند اما آنان که موفق به اين امر شده‌اند، به سادگي اين نمايش زيباي آسماني را از ياد نخواهند برد. ويژگي‌هاي فيزيکي دنباله دارها بر اساس يافته هاي ناسا، هسته جامد دنباله دارها عمدتا شامل يخ و غبارهاي پوشيده شده از مواد آلي سياه رنگ است. بخش زيادي از اين مواد يخي را آب يخ‌زده تشکيل مي دهد. همچنين ساير مواد يخ‌زده مانند آمونيک، کربن دي اکسيد، کربن مونو اکسيد و متان نيز در آن يافت مي‌شود. هسته دنباله دار ها ممکن است بعضا داراي صخره‌هاي کوچک هم باشد. هرچه يک دنباله دار به خورشيد نزديکتر مي‌شود، يخي که در هسته آن وجود دارد به گازي تبديل مي‌شود که در نهايت بخشي ابرمانند بنام گيسوي دنباله (Coma) را تشکيل مي‌دهد. تشعشعات خورشيدي با جهت دادن به ذرات غبار دنباله دار، به سمت گيسوي آن، دم غباري دنباله‌دار را تشکيل مي‌دهند. همچنين ذرات باردار خورشيدي، گاز موجود در ستاره دنباله دار را به يون تبديل مي‌کنند و به اين ترتيب دم يوني آن را بوجود مي‌‌آورد. از آنجايي که دم‌هاي دنباله دار تحت تاثير تابش‌ها و بادهاي خورشيدي جهت‌گيري مي‌کنند، همواره سمت مخالف خورشيد را نشان مي‌دهند. دم دنباله دار ها ممکن است بر سيارات نيز اثر بگذارد؛ مثال مهم اين موضوع، مورد دنباله دار اسپرينگ و سياره مريخ است. در نگاه اول شايد دنباله دارها و شهاب‌ها بسيار شبيه به هم باشند. وجود دم و گيسو در دنباله دارها راه تمييز آنها از يکديگر است. گاهي اين اتفاق رخ داده است که يک دنباله دار به اشتباه به‌عنوان يک شهاب قلمداد شده ولي رصدهاي بعدي حداقل يکي از اين دو ويژگي دنباله دارها را به ثبت رسانده است. هسته اکثر دنباله دارها در بزرگترين حالت، اندازه‌اي در حدود ۱۶ کيلومتر دارد. گيسوي برخي دنباله دارها ممکن است تا حدود ۱.۶ ميليون کيلومتر نيز وسعت داشته باشد. همچنين در برخي ستاره هاي دنباله دار، ممکن است، دم، تا ۱۶۰ ميليون کيلومتر طول داشته باشد. وقتي دنباله دارها از نزديکي خورشيد عبور مي‌کند، به دو دليل با چشم غيرمسلح قابل مشاهده هستند؛ يکي آنکه بازتاب نور خورشيد از گيسو و دم آنها به ما مي‌رسد و ديگر آنکه به‌دليل جذب انرژي خورشيد، درخشان شده و قابل رويت مي‌شوند. با اين حال اکثر دنباله دارها کوچکتر و کم‌ نورتر از آن هستند که بدون استفاده از تلسکوپ بتوان آنها را رصد کرد. ستاره هاي دنباله دار، در طي حرکت خود، مجموعه‌اي از خرده اجرامي آسماني از خود بر جاي مي‌گذارند که مي‌تواند منجر به بارش شهابي در زمين شوند. به عنوان مثال، بارش شهابي پرسيد (Perseid) هرساله بين روز‌هاي ۹ تا ۱۳ آگوست (۱۸ تا ۲۲ مرداد)، زماني رخ‌ مي‌دهد که زمين از مسير دنباله دار Swift-Tuttle گذر مي‌کند. ويژگي هاي مدار دنباله دارها ستاره‌ شناسان دنباله دارها را بر اساس مدت زمان گردش آنها در مدارشان طبقه بندي مي‌کنند. دنباله دارهايي که گردش کوتاه مدت دارند، براي پيمودن کامل مدار خود به ۲۰۰ سال يا کمتر زمان نياز دارند. اين زمان براي دنباله دارهايي که گردش طولاني مدت دارند، به بيش از ۲۰۰ سال مي‌رسد. طبق گفته‌هاي ناسا دسته‌اي از دنباله دارها نيز هستند که مدار گردش آنها مستقل از خورشيد بوده و طي مسير خود به خارج از منظومه شمسي پرتاب مي‌شوند. اخيرا دانشمندان دنباله دارهايي را در کمربند اصلي سيارکي کشف کرده‌اند و احتمال مي‌دهند که اينها منشا اصلي آب موجود در سيارات دروني منظومه شمسي باشند. محققان معتقدند دنباله‌دارهايي که گردش کوتاه مدت به دور خورشيد دارند (موسوم به دنباله دارهاي دوره‌اي) از صفحه‌اي ديسکي شکل از اجرامي يخي، بنام کمربند کوئيپر، در وراي مدار سياره نپتون، منشاء مي‌گيرند. دنباله دار‌هاي دوره‌اي تحت تاثير برهم‌کنش‌هايي که با سيارات بيروني دارند به درون منظومه شمسي پرتاب و به‌عنوان ستاره هاي دنباله دار فعال شناخته مي‌شوند. گمان برده مي‌شود دنباله دارهايي که گردش طولاني مدت به دور خورشيد دارند، از ابرهاي کروي‌شکل اورت نشات گرفته‌اند و به‌دليل فشار ايجاد شده در طي فرآيند مرگ ستاره‌ها به درون منظومه شمسي پرتاب شده‌اند. در سال ۲۰۱۷ دانشمندان به اين نتيجه رسيدند که احتمالا ۷ برابر بيشتر از آنچه تصور مي‌شد، دنباله دارهايي با گردش طولاني مدت وجود داشته باشند. برخي دنباله دارها که به خورشيد-مغذي شهرت دارند، به درون خورشيد پرتاب مي‌شوند و يا از نزديکي آن عبور مي‌کنند. سرانجام تبخير شده و از بين‌ مي‌روند. بعضي دانشمندان نسبت به خطرات احتمالي اين دنباله دارها براي زمين ابراز نگراني کرده‌اند. نام گذاري دنباله دارها به طور کلي نام دنباله دارها يادآور کاشف آنها است. به عنوان مثال، دنباله دار شوميکر-لوي ۹ به اين دليل به اين اسم خوانده مي‌شود که نهمين دنباله دار دوره‌اي است که نخستين بار توسط کارولين شوميکر و ديويد لوي رصد شد. نام بسياري از فضاپيماهايي که تاثيرات بسزايي در کشف برخي دنباله دارها داشته‌اند نيز الهام بخش بوده است. در همين رابطه مي‌توان از ماموريت هاي ‌SOHO و WISE نام برد. تاريخچه دنباله‌ دارها در گذشته‌هاي دور، دنباله‌ دارها علامت‌هايي بودند که از ترس و حتي خطر حکايت مي‌کردند. ستاره هايي مودار که مانند شمشيرهايي آتشين به طور ناگهاني در آسمان ظاهر مي‌شدند. اغلب، دنباله دارها را بعنوان نشانه‌اي براي عذاب‌هاي در پيش رو قلمداد مي‌کردند. شناخته شده‌ترين افسانه عهد قديم، يعني حماسه گيلگمش (Epic of GilGamesh)، ازدنباله دارها بعنوان پيام‌آوران آتش‌سوزي، سيل و مرگ ياد کرده است. نرو، امپراطور روم باستان، براي نجات خودش از نفرين يک ستاره دنباله دار، تمامي جانشين‌هاي احتمالي تاج و تختش را از لب تيغ گذرانيد. ترس از دنباله دارها تنها مربوط به گذشته‌ها نمي‌شود؛ در سال ۱۹۱۰ ،مردم شيکاگو، براي محافظت از خود در برابر آنچه دم سمي دنباله دار از آن ياد مي‌کردند، تمام پنجره‌هاي خانه‌هايشان را مهر و موم کردند. براي قرن‌ها، دانشمندان تصور مي‌کردند که دنباله‌ دارها در درون اتمسفر زمين حرکت مي‌کنند. اما در ۱۵۷۷، مشاهدات انجام شده توسط تيکو براهه، ستاره شناس دانمارکي، نشان داد که آنها در حقيقت در جايي حتي در وراي کره ماه در حال حرکت هستند. بعد‌ها آيزاک نيوتون پي‌برد که دنباله دارها در مدارهايي بيضوي به دور خورشيد در حال حرکت هستند. او به درستي پيشبيني کرد که اين اجرام را مي‌توان بارها و بارها مشاهده کرد. ستاره شناسان چيني براي قرن‌ها رصدهاي خود از دنباله دارها را ثبت کردند. از جمله اين رصدها، مشاهده‌ي دنباله دار هالي (Halley’s Comet) است که به سال ۲۴۰ قبل از ميلاد تعلق دارد. ثبت سالانه رصدي چيني‌ها، گنجينه‌اي با ارزش براي ستاره‌ شناسان نسل بعدي به شمار مي‌رود. تعدادي از ماموريت‌هاي اخير به دنباله دارها مربوط مي‌شود. در سال ۲۰۰۵، کاوشگر برخورد ژرف (Deep Impact) متعلق به ناسا، با دنباله دار Temple 1 برخورد کرد و با انفجاري چشمگير، پاياني دراماتيک براي خود رقم زد. او در طول اين ماموريت، اطلاعات ارزشمندي از ساختار دروني و ترکيبات هسته اين ستاره دنباله دار گزارش کرد. در سال ۲۰۰۹ ناسا اعلام کرد نمونه‌هايي که طي ماموريت خيال (Stardust) از دنباله دار Wild 2 به زمين رسيده است شواهدي از وجود حيات را نشان مي‌دهد. در سال ۲۰۱۴، کاوشگر رزتا (Rosetta) متعلق به سازمان فضايي اروپا (ESA) موفق شد به مدار دنباله دار ۶۷P/Churyumov-Gerasimenko وارد شود. رزتا دستاوردهاي بسياري به ارمغان آورد؛ نخستين کشف مولکول‌هاي آلي در سطح يک دنباله دار، ارائه دو فرضيه در خصوص شکل عجيب اين دنباله دار (که يکي چرخش مجزا آن و ديگري احتمال تشکيل شدن آن در نتيجه برخورد ميان دو دنباله دار) و دست آخر اين حقيقت که دنباله دارها از پوسته‌اي سخت و شکننده و نيز ساختار دروني نرم و سرد تشکيل شده‌اند، چيزي شبيه به يک بستني سرخ شده! در ۳۰ سپتامبر ۲۰۱۶، رزتا بطور عامدانه بر روي اين دنباله دار سقوط کرد و به ماموريت خود پايان داد. دنباله دار هالي (Halley) احتمالا مشهورترين دنباله دار جهان است. جالب است بدانيد که در سال ۱۰۶۶، بايو تپستري، نقاش مشهور، در طرحي که از جنگ هاستينگ به تصوير کشيد، از دنباله دار هالي نيز استفاده کرد. دنباله دار هالي که هر ۷۶ سال يکبار به دور خورشيد مي‌گردد، با چشم غير مسلح قابل مشاهده است. وقتي در سال ۱۹۸۶، دنباله دار هالي به زمين نزديک شد، ۵ فضاپيما از مقابل آن گذر کردند و اطلاعاتي بي‌سابقه را به ثبت رساندند. هالي در فاصله‌اي کافي از زمين قرار داشت که مطالعه هسته آن امري امکان پذير بود. در حال عادي مطالعه هسته دنباله دارها بدليل همپوشاني آن با گيسوي دنباله دار بسيار دشوار است. دنباله دار هالي با شکلي شبيه به سيب‌زميني ، ۱۵ کيلومتر وسعت، داراي مقادير برابري از يخ و غبار است. ۸۰ درصد از يخ موجود در آن حاصل از آب و ۱۵ درصد از کربن مونو اکسيد يخ زده تشکيل شده است. محققان معتقد هستند که ساير دنباله دارها نيز از نظر شيميايي به هالي شبيه هستند. هسته دنباله دار هالي به طرز غيرمنتظره‌اي بسيار تاريک بود. سطح هالي، و احتمالا بسياري ديگر از دنباله دارها، از پوسته‌اي تيره از جنس غبار و يخ پوشيده شده است. اين دنباله دار تنها زماني از خود گاز منتشر مي‌کند که حفره‌هايي در پوسته‌ي يخي آن به‌دليل قرار گرفتن در معرض خورشيد به‌وجود آيد. ستاره دنباله دار شوميکر-لوي ۹، در سال ۱۹۹۴ با سياره مشتري به شدت برخورد کرد. نيروي گرانشي عظيم غول گازي، باعث شکافتگي اين دنباله دار و تبديل آن به حداقل ۲۱ قطعه قابل رويت شد. بزرگترين برخورد، يک توپ آتشين را بوجود آورد که تا ارتفاع ۳۰۰۰ کليلومتري بالاي ابر يوويان (Jovian Cloud) و نيز لکه تاريک عظيمي با وسعت ۱۲۰۰۰ کيلومتر (تقريبا اندازه سياره زمين) بالا آمد. تخمين زده مي‌شود که اين انفجار با نيروي معادل با انفجار ۶۰۰۰ گيگاتن تي‌ان‌تي برابر مي‌کند. دنباله دار هاله‌باپ (Hale-Bopp) در سال ۱۹۹۷ به فاصله ۱۹۷ کيلومتري زمين رسيد. اين نزديکترين فاصله‌اي است که در بين دنباله دارهاي اخير وجود داشته و باعث وضوحي بسيار بالا شده است. هسته هاله‌باپ به طور غيرمعمولي بزرگ و سرشار از غبار و گاز بود. همين موضوع عاملي بود که دم هاله‌باپ در حدود ۳۰ تا ۴۰ کيلومتر طول داشته باشد و خودش نيز با درخشندگي بالايش با چشم غيرمسلح قابل رويت باشد. برخلاف انتظارات، دنباله دار ISON، در سال ۲۰۱۳ نمايشي خيره‌کننده نداشت. هرچند اين دنباله دار خورشيد-مغذي توانست از عبور نزديک خود از کنار خورشيد جان سالم به در ببرد، اما در ماه دسامبر همان سال زندگي‌اش پايان يافت.