دنبالهدارها: گوی‌های یخی گیسو بلند!
دنبالهدارها یکی از اجرام شگفت‌انگیز کیهان هستند که ردپایی از منظومه شمسی اولیه را حمل می‌کنند و به همین دلیل برای اخترشناسان اهمیت دارند.
در دیجیاتو ثبت‌نام کنید
جهت بهره‌مندی و دسترسی به امکانات ویژه و بخش‌های مختلف در دیجیاتو عضو ویژه دیجیاتو شوید.
عضویت در دیجیاتوتازههای تکنولوژی
کیهان ما مملو از اجرام مرموزی است که مطالعه درباره آن‌ها پایان‌ناپذیر است. این اجرام - که دنبالهدارها یکی از آن هستند - هرکدام ویژگی‌های منحصر به فرد خود را دارند و تاکنون افراد بسیاری تلاش کرده‌اند تا هریک را به خوبی بشناسند. در مقاله‌های پیشین برخی از این اجرام همانند سیارک‌ها، سیاهچاله‌ها، کرم‌چاله‌ها، ابرنواختر و غیره را مطالعه کردیم که هریک را می‌توانید در لینک داده شده مطالعه کنید.
در این مقاله قصد داریم به سراغ یکی دیگر از اجرام کیهان برویم. دنبالهدارها که گهگاه، اگر خوش شانس باشیم، در آسمانی تاریک و به دور از آلودگی میتوان به تماشای آن‌ها نشست، طرفداران بسیاری دارند. در این مقاله با دنبالهدارها آشنا می‌شویم و پس از بیان ویژگی‌هایشان به سراغ حقایق جالبی درباره آن‌ها می‌رویم که شما را شگفت‌زده می‌کند.
دنبالهدارها
کلمه دنبالهدار یا «comet» از کلمه یونانی «Kometes» به معنای «موهای بلند» می‌آید. یونانی‌ها دنبالهدارها را به موهای بلند تشبیه می‌کردند.
دنبالهدارها گلوله‌های یخی هستند که از گاز، سنگ و غبار یخی تشکیل شده‌اند و به دور خورشید می‌چرخند. این اجرام با نزدیک شدن به خورشید گرم می‌شوند و ردی از غبار و گازهای درخشان را از خود به جا می‌گذارند. از آنجایی که غبار و گاز قادر هستند آزادانه حرکت کنند، دنبالهدار دو دنباله تشکیل می‌دهد که یکی از مولکول‌ها و یون تشکیل شده است و دیگری از غبار.
جالب است بدانید دنبالهدارها بسیار سخت رویت می‌شوند مگر زمانی که به خورشید نزدیک شده باشند. بیشتر دنبالهدارها مدارهایی بسیار عجیب و غیرعادی دارند که آن‌ها را تا نواحی بسیار فراتر از مدار پلوتو می‌برد. این گونه دنبالهدارها تنها یک بار دیده می‌شوند و پس از آن برای هزاران سال ناپدید می‌گردند. فقط دنبالهدارهای کوتاه مدت و میان دوره‌ای هستند که میتوان آن‌ها را در اطراف مدار (عمدتا) پلوتو مشاهده کرد.
برآوردها نشان می‌دهد هنگامی که یک دنبالهدار بیش از حدود ۵۰۰ بار از نزدیکی خورشید گذر می‌کند، بیشتر یخ و گاز آن از بین می‌رود و جسمی سنگی شبیه به یک سیارک ظاهر میشود - برخی عقیده دارند شاید نیمی از سیارک‌هایی که در نزدیکی زمین مشاهده می‌کنیم، درحقیقت دنبالهدارهای مرده هستند.
دنبالهدارها و منظومه شمسی اولیه
دنبالهدارها را گاهی «گلوله‌های برفی کثیف» یا «گلوله‌های گِلی یخی» می‌نامند. آن‌ها مخلوطی از یخ (آب و گازهای یخ زده) و غبار هستند که به دلایلی نامعلوم در زمان تشکیل منظومه شمسی در سیارات ادغام نشدند و به عنوان جرمی جداگانه در این محیط پراکنده شدند. همین امر سبب میشود تا دنبالهدارها به عنوان نمونههایی از تاریخ اولیه منظومه شمسی مورد توجه منجمان و اخترشناسان باشند.
دنبالهدارها از آنجا که اجرام ابتدایی به جا مانده از شکل‌گیری منظومه شمسی هستند، اهمیت بسیار زیادی برای دانشمندان دارند. آن‌ها از جمله اولین اجرام جامدی هستند که در سحابی خورشیدی، ابر بین‌ستاره‌ای درحال فروپاشی غبار و گاز که خورشید و سیارات از آن تشکیل شدند، شکل گرفتند.
به باور اخترشناسان دنبالهدارها در نواحی بیرونی سحابی خورشیدی شکل گرفتند، جایی که به اندازه کافی سرد بود تا یخ‌های فرار متراکم شوند. نواحی بیرونی سحابی خورشیدی معمولا فراتر از ۵ واحد نجومی (AU) معادل با ۷۴۸ میلیون کیلومتر یا فراتر از مدار مشتری است.
از آنجایی که دنبالهدارها در مدارهای دورتر از سیارات تجمع کردند، تعداد کمی از فرآیندهایی (مانند ذوب) که اجرام بزرگ منظومه شمسی را تحت تاثیر قرار داد، پشت سر گذاشتند. بنابراین آن‌ها ردپایی مناسب برای مطالعه منظومه شمسی اولیه هستند و احتمالا اطلاعات مربوط با فرآیندهای دخیل در شکل‌گیری سیارات را در خود حفظ کرده‌اند.
با این‌حال از آنجا که نحوه شکل‌گیری منظومه‌شمسی را به درستی نمی‌دانیم، قادر نیستیم از نحوه شکل‌گیری دنبالهدارها نیز صحبت کنیم.
تاریخچه
برخلاف دیگر اجرام کوچک منظومه شمسی، دنبالهدارها از دوران باستان شناخته شده بودند. شواهدی وجود دارد که نشان می‌دهد دانشمندان از حدود ۲۴۰ سال پیش از میلاد به مطالعه این اجرام پرداخته‌اند.
«ارسطو» فیلسوف یونانی فکر می‌کرد که دنبالهدارها بازدم‌های خشک زمین هستند که در ارتفاعات جو آتش گرفته و عرض آسمان را طی می‌کنند. «سنکا» فیلسوف رومی عقیده داشت دنبالهدارها مانند سیارات هستند، هرچند که در مدارهای بسیار بزرگترین قرار دارند.
دیدگاه ارسطو تا سال ۱۵۷۷، زمانی که یک ستاره‌شناس دانمارکی به نام «تیکو براهه» تلاش کرد با استفاده از روش اختلاف منظر فاصله تا یک دنبالهدار درخشان را تعیین کند، مورد قبول بود. از آنجا که براهه نتوانست هیچ اختلاف منظری را اندازه‌گیری کند، به این نتیجه رسید که دنبالهدار بسیار دورتر از آن چیزی است که ارسطو گمان می‌کرد - حداقل چهار برابر دورتر از فاصله زمین تا ماه.
شاگر براهه، ستاره‌شناس معروف آلمانی «یوهانس کپلر» سه قانون حرکت سیاره‌ای خود را با استفاده از مشاهدات دقیق براهه از مریخ ابداع کرد اما نتوانست این قوانین را با مدارهای بسیار عجیب و غریب دنبالهدارها تطبیق دهد. کپلر باور داشت که دنبالهدارها در خطوط مستقیم در منظومه شمسی حرکت می‌کنند. پس از آن فیزیکدان برجسته انگلیسی «ایزاک نیوتن» از قانون گرانش جدید خود برای محاسبه مدار سهمی شکل دنبالهدارها در سال ۱۶۸۰ استفاده کرد. او بیان کرد دنبالهدارها مدار بیضی شکل دارند و این یعنی آن‌ها بازمی‌گردند!
پس از آن «ادموند هالی» به عنوان اولین فردی شناخته شد که موفق شد تناوبی بودن یک دنبالهدار را به اثبات برساند - دنباله‌داری که «هالی» نام دارد و دوره تناوب آن ۷۶ ساله است. پس از آن ستاره‌شناسان متعدد دیگری مانند «یوهان انکه» و «کارولین هرشل» نیز دست به انجام محاسبات در زمینه مدارهای دنبالهدارها زدند.
با پیشرفت علم و تکنولوژی مشخص شد بیشتر دنبالهدارها در مدارهای بیضوی قرار دارند و بنابراین عضوی از منظومه شمسی هستند. حالا می‌دانیم بسیاری از دنبالهدارها «دوره‌ای» هستند. طیف‌سنجی‌های مولکولی انجام شده در مطالعات اخیر اخترشناسان از وجود یون‌ها در اجزای دنبالهدار خبر داد. بدین ترتیب دانشمندان موفق شدند درک خود از این اجرام را افزایش دهند.
اطلاعات موجود از دنبالهدارها نشان داده است تا سال ۱۹۹۵ تعداد ۸۷۸ دنبالهدار فهرست‌بندی شده و مدار آن‌ها با تقریب قابل قبولی محاسبه شده است. از این تعداد دنبالهدار ۱۸۴ تا از آن‌ها دنبالهدار دوره‌ای است (دوره‌های مداری کمتر از ۲۰۰ سال دارد). اخترشناسان باور دارند تعداد دیگری از این ۸۷۸ دنبالهدار دوره‌ای است اما تاکنون مدار آن‌ها با دقت کافی محاسبه نشده است.
اجزای دنبالهدارها
هنگامی که دنبالهدارها به خورشید نزدیک شده و فعال هستند، چندین بخش متمایز دارند که عبارتند از: هسته، کُما، ابر هیدروژنی، دم گرد وغبار و دم یونی.
هسته دنبالهدارها
هسته یکی از اصلی‌ترین اجزای یک دنبالهدار است. این عضو نسبتا جامد و پایدار است و معمولا چند کیلومتر قطر دارد. اجزای تشکیل دهنده هسته عبارتند از یخ‌های فرار (عمدتا یخ آب)، سیلیکات، گاز با مقدار کمی غبار آلی و برخی مواد جامد دیگر. عمده جرم دنبالهدار در هسته متمرکز شده است.
کُما (گیسو)
کما ابر متراکمی از آب، کربن دی‌اکسید و برخی گازهای خنثی است. به عبارت دیگر میتوان گفت کما جو آزادانه‌ای در اطراف هسته است که وقتی دنبالهدار به خورشید نزدیک میشود، تشکیل می‌شوند. درحقیقت گازهای مذکور در اثر تصعید هسته (تبدیل جامد به گاز) با نزدیک شدن دنبالهدار به خورشید بوجود می‌آیند و کما را تشکیل می‌دهند.
ابر هیدروژنی دنبالهدارها
ابر هیدروژنی یکی دیگر از اجزای دنباله‌دارهایی است که به میلیون‌ها کیلومتر قطر دارد و هسته را احاطه می‌کند. این ابر از هیدروژن خنثی تشکیل شده است و شبیه به یک پوشش هاله مانند عظیم است.
دم غباری
یکی دیگر از اجزای دنبالهدارها دم گرد و غبار است. این دم در برخی دنبالهدارها تا ۱۰ میلیون کیلومتر نیز کشیده میشود. دم گرد و غبار که متشکل از ذرات گرد و غبار شبیه به دود است، برجسته‌ترین قسمت یک دنبالهدار است که با چشم غیرمسلح میتوان آن را مشاهده کرد.
این گرد و غبار درحقیقت توسط گازهای فرار هسته تشکیل میشود و با فشار تابش خورشیدی به عقب بازتاب میشود تا یک دم منحنی بلند را تشکیل دهد که معمولا به رنگ سفید یا زرد است.
دم یونی
این بخش از دنبالهدار می‌تواند تا چند میلیون کیلومتر طول داشته باشد. دم یونی از گازهای فرار در کما تشکیل شده که توسط فوتون‌های فرابنفش خورشید یونیزه می‌شوند و و با پرتوها و جریان‌هایی که در اثر فعل و انفعالات با باد خورشیدی ایجاد میشود، شدت می‌یابند. دم‌های یونی به دلیل وجود یون‌های +CO به رنگ آبی می‌درخشند.
دنبالهدارها با کمای درخشان و دم‌های غبار بلند و یونی یکی از دیدنی‌ترین اجرام در آسمان هستند. دنبالهدارها می‌توانند به صورت تصادفی از هر جهتی در آسمان شب ظاهر شوند و نمایش شگفت‌انگیز و خیره‌کننده‌ای را فراهم آورند.
این اجرام شگفت‌انگیز از کجا می‌آیند؟
بسیاری از دنبالهدارها برای اولین بار توسط ستاره‌شناسان آماتور کشف شدند. از آنجایی که ستاره‌های دنبالهدار در نزدیکی خورشید به درخشان‌ترین حالت خود می‌رسند، معمولا تنها در زمان طلوع یا غروب خورشید قابل مشاهده هستند. اخترشناسان قادر هستند به کمک نرم‌افزارهای مختلف نمودار موقعیت برخی از دنبالهدارها را ترسیم کنند و در زمان مناسب که به کمترین فاصله تا زمین می‌رسند، به رصد آن‌ها بپردازند.
اخترشناسان به کمک مطالعات انجام شده باور دارند دنبالهدارها از نواحی در منظومه شمسی به نام «کمربند کوییپر» و «ابر اورت» می‌آیند. این مناطق در فضا از خورشید بسیار دور هستند. ابر اورت انقدر دور است که ما هرگز آن را ندیده‌ایم (هیچ کاوشگری تابحال موفق به رسیدن به ابر اورت نشده است).
دنبالهدارها با دیگر اجرام منظومه شمسی تفاوت دارند زیرا معمولا در مدارهایی هستند که بسیار غیرعادی‌تر از مدارهای سیارات و بیشتر سیارک‌ها است.
به نظر می‌رسد برخی از دنبالهدارها مدارهایی طولانی به اندازه میلیون‌ها سال دارند و برخی دیگر دوره‌های کوتاه‌تری را طی می‌کنند که آن‌ها را از مدار مشتری و زحل به سمت داخل مدار سیارات زمینی می‌برد. اینطور به نظر می‌رسد که برخی از دنبالهدارها حتی از فضای بین‌ستاره‌ای می‌آیند و در مدارهای باز و هذلولی شکل به دور خورشید می‌چرخند.
دنباله‌دارهایی که از زمین قابل مشاهده هستند احتمالا دنباله‌دارهایی هستند که از کمربند کوییپر می‌آیند که نزدیک سیاره پلوتو است. تخمین زده میشود ابر اورت شامل ۱۹۰ میلیارد دنبالهدار است.
دنبالهدارها بیشتر سال‌های خود را در کمربند کوییپر و ابر اورت می‌گذرانند. هرازگاهی دو دنبالهدار می‌توانند با یکدیگر برخورد کنند. هنگامی که این اتفاق می‌افتد، آن‌ها اغلب تغییر جهت می‌دهند و این می‌تواند آن‌ها را به سمت منظومه شمسی داخلی پرتاب کند.
هنگامی که یک دنبالهدار به سیارات درونی نزدیک میشود، توسط خورشید گرم میشود. دنبالهدار در اثر گرم شدن شروع به ذوب شدن می‌کند و گاز و گرد و غبار را به بیرون می‌راند. همین رخداد سبب می شود یک دم ایجاد شود که دقیقا همان چیزی است که ما از یک دنبالهدار می‌بینیم.
نکته جالب اینجاست که دم همیشه دور از خورشید است. این یعنی گاهی دم پشت دنبالهدار است و گاهی در قسمت جلوی آن و این بستگی به جهت حرکت دنبالهدار دارد که درحال حرکت به سمت خورشید است یا از آن دور میشود.
معروف‌ترین دنبالهدارها
میلیون‌ها دنبالهدار وجود دارد که همگی به دور خورشید می‌چرخند. برای اکثر آن‌ها کمتر از ۲۰۰ سال طول می‌کشد تا این کار را انجام دهند، اما برخی دیگر بسیار کندتر هستند و به‌طور بالقوه میلیون‌ها سال طول می‌کشد تا یک بار به دور خورشید بچرخند.
معروف‌ترین دنباله‌داری که اکنون می‌شناسیم «هالی» (Halley) نام دارد. این دنبالهدار در حقیقت اولین دنبالهدار دوره‌ای شناخته شده است و نام آن از ستاره‌شناس انگلیسی «ادموند هالی» گرفته شده است - هالی مشخص کرد این دنبالهدار مدار تناوبی دارد.
برخی دیگر از معروف‌ترین دنباله‌دارهایی که تاکنون شناخته شده‌اند عبارتند از: «Hale-Bopp» و «Shoemaker-Levy 9».
دنبالهدار Hale-Bopp آخرین بار در سال ۱۹۹۷ قابل مشاهده بود و تا سال ۲۳۰۰ دیگر دیده نخواهد شد. این نام به افتخار کاشفان آن «آلن هیل» و «توماس باپ» گرفته شده است.
Shoemaker-Levy 9 یا «SL 9» همان دنباله‌داری است که اجزای آن در ژوئیه سال ۱۹۹۴ با مشتری برخورد کرد.
همانطور که دریافتید دنبالهدارها معمولا با نام کاشف‌‌هایشان نامگذاری می‌شوند، اگرچه برخی از دنبالهدارها (مانند هالی) با نام دانشمندانی شناخته شده است که برای اولین بار تشخیص دادند مدارهای آن‌ها تناوبی است.
اتحادیه بین‌المللی نجوم (IAU) ترجیح می‌دهد نام دنبالهدار همان نام (حداکثر) دو کاشف آن باشد - اگرچه در برخی از موارد یک دنبالهدار گم شده است (مدار آن به اندازه کافی با دقت بالا تعیین نشده است تا بازگشت آن پیش‌بینی شود) و دنبالهدار به نام کاشف اصلی و همچنین ناظری که دوباره آن را پیدا کرده است، نامگذاری شده است.
سوالات بی‌پاسخ
با اینکه دنبالهدارها از قرن‌ها پیش شناخته شده هستند و اخترشناسان و منجمان مطالعات گسترده‌ای بر روی آن‌ها انجام داده‌اند، اما هنوز برخی سوالات بی‌جواب درباره این اجرام زیبا وجود دارد. این سوالات عبارتند از:
پس از اینکه دنبالهدارها مواد فرار خود را از دست می‌دهند، چه اتفاقی می‌افتد؟
چه مکانیسم‌هایی دنبالهدارها را از مبدا در ابر اورت به مدارهایی که آن‌ها را به درون منظومه شمسی می‌برد، منحرف می‌کند؟
آیا این یک دنبالهدار بود که باعث ایجاد گلوله آتشین «تونگوسکا» در مرکز سیبری در سال ۱۹۰۸ شد؟
آیا یک دنبالهدار یا سیارک در برخورد با زمین سبب تشکیل دهانه «Chicxulub» در یوکاتان و احتمالا انقراض دایناسورها شد؟
هر دنبالهدار از پنج جز اصلی تشکیل شده است: هسته، کُما، ابر هیدروژنی، دم غباری و دم یونی.
دنبالهدار هالییکی از مشهورترین دنبالهدارهای شناخته شده در تاریخ است. طبق محاسبات انجام شده این دنبالهدار دوره تناوب حدود ۷۵ یا ۷۶ سال دارد. این دنبالهدار آخرین بار در سال ۱۹۸۶ مشاهده شد. بنابراین امیدواریم بتوانیم این دنبالهدار را مجددا در سال ۲۰۶۱ در آسمان ببینیم.
دنبالهدارها مخلوطی از یخ (آب و گازهای یخ زده) و غبار هستند که به دلایلی نامعلوم در زمان تشکیل منظومه شمسی در سیارات ادغام نشدند و به عنوان جرمی جداگانه در این محیط پراکنده شدند. همین امر سبب میشود تا دنبالهدارها به عنوان نمونههایی از تاریخ اولیه منظومه شمسی مورد توجه منجمان و اخترشناسان باشند.
برای گفتگو با کاربران ثبت نام کنید یا وارد حساب کاربری خود شوید.