اجرام آسمانی که یک مسیر نورانی را همراه خود در نتیجه نزدیکی به خورشید و گرم شدن و آزاد کردن گازهایی از خود تشکیل می دهند، به ستاره دنباله دار معروف هستند.
این اجرام مثل سیاره ها به دور خورشید می چرخند و ستاره محسوب نمی شوند و همچنین از ستاره ها بسیار کوچکتر هستند. در کتاب علوم پایه نهم به ستاره های دنباله دار اشاره شده است. این مقاله نشریه جهان شیمی فیزیک نیز به معرفی و نحوه تشکیل این اجرام آسمانی می پردازد.
ستاره دنباله دار چیست؟
در زمان های قدیم مردم با مشاهده ستاره های دنباله دار دچار وحشت شده و آن ها را نشانه هایی از وقوع بلا و گرفتاری می دانستند. اولین بار در چین ستاره شناسان مکان ها و زمان های تشکیل و تمام شدن یک دنباله دار را یادداشت می کردند. تا این که امروزه اطلاعات زیادی راجع به این ستاره ها موجود است. دنباله دارها متشکل از گلوله یخی و برفی با مخلوطی از گرد و غبار، سنگ و ضخره می باشند که به دور خورشید در یک مداری در حال چرخش می باشند. با نزدیک شدن به خورشید قسمت های خارجی یخی این ستاره کم کم ذوب می شود و باعث رها شدن خرده سنگ ها و گرد و غباری می شود که درون آن بود. همه ی این مواد آزاد شده به همراه بخار ناشی از ذوب گلوله برفی باعث تشکیل دنباله کشیده ی زیبا می شود.
پیدایش دنباله دارها از بقایای منظومه شمسی در هنگام تشکیل آن، یعنی ۴,۵ میلییارد سال پیش می باشد. دنباله دارها به این دلیل می توانند اطلاعات مهمی راجع به پیدایش این منظومه در اختیار ستاره شناسان قرار دهند. احتمال دیگری مبنی بر این که عناصر سازنده حیات مانند آب و ترکیبات آلی توسط دنباله دارها به زمین آورده شده است، وجود دارد.
مبدأ و منشأ پیدایش دنباله دارها
دنباله دارها نیز مانند سیارات که متشکل از خرده سنگ ها البته به اضافه ی ترکیبات یخ زده می باشند، از بقایای منظومه شمسی تشکیل شده اند. منشأ اصلی آن ها را می توان از دو منطقه ای که خارج منظومه شمسی هستند و «کمربند کوییپر» و «ابر اورت» نام دارند دانست. دنباله دارهایی که ازکمربند کوییپر می آیند دوره تناوب کوتاهی (کمتر از ۲۰۰ سال) دارند. این کمربند سرشار از مواد یخی و به شکل حلقه در فراسوی سیاره نپتون قرار دارد. در بالای کمربند کوییپر و در کناره منظومه شمسی، ابر اورت به شکل کره ای در فاصله یک سال نوری از خورشید قرار داشته و منشأ پیدایش دنباله دارها با دوره تناوب طولانی می باشد. ابر اورت از آمونیاک منجمد، یخ آب، متان، صخره و سیانوژن تشکیل شده است.
نام گذاری ستاره های دنباله دار
بیشتر ستاره های دنباله دار به نام کاشف آن ها نام گذاری می شوند. برای نام گذاری دنباله دارها مراحل زیر توسط اتحادیه بین المللی اختر شناسی بیان شده است.
در مرحله اول یکی از پیشوندهای پی (P) برای دنباله دارهای دوره ای، سی (C) برای دنباله دارهای غیر دوره ای که منشأ آن ابراورت است، پیشوند ایکس (X) برای دنباله داری که مدار معینی ندارد، دی (D) برای دنباله دارهای ناپیدا استفاده می شود. در مرحله بعد سال کشف همراه با حرف A برای دنباله دارهای کشف شده در نیمه اول ماه و حرف B برای دنباله دارهای کشف شده در نیمه دوم ماه نوشته می شود. بعد از آن عددی که نشان دهنده جرم های کشف شده در همان سال است را می نویسند. نمونه ای از آن P ̸ ۲۰۱۳ B 3 نشان می دهد سومین دنباله داری است که در نیمه دوم ژانویه در سال ۲۰۱۳ کشف شده است.
ساختار دنباله دارها
ساختار دنباله دارها بعد از نزدیکی به خورشید و بخار شدن یخ آن، دارای سه قسمت هسته، گیسو (کما) و دنباله (دم) خواهد بود.
هسته
هسته اسفنجی شکل ستاره های دنباله دار که قلب آن نیز نامیده می شود از گازهای منجمد و برفی و گرد و غبار تشکیل شده است. هسته کرکی شکل دارای سوراخ هایی است که دارای یخ خشک (کربن دی اکسید) و کربن مونوکسید می باشد. قسمت گرد و غبار حاوی کربن، اکسیژن، هیدروژن، نیتروژن و مقداری کانی های سیلیکاتی می باشد.
گیسو (کما)
با تبخیر یخ های موجود در هسته، دنباله ای زیبا اطراف بخش مرکزی ایجاد می شود که گیسو نام دارد. بخش گازی گیسو در واقع نتیجه تصعید و شکسته شدن مولکول های هسته با گرفتن فوتون از خورشید می باشد. بخش گرد و غباری نیز شامل ذرات گردی است که از هسته در اندازه های مختلف خارج شده است.
دنباله
این دنباله ها دارای دو دم هستند. دم یونی که از یونیزه شدن گازهای خنثی در گیسو تشکیل شده اند که دارای رنگ آبی می باشد. دم گرد و غباری که رنگ صورتی یا سفید دارد و با بیرون راندن گرد و غبار از گیسو حاصل می شوند. دم یونی و گرد و غباری با نوارهایی که از نیروی مغناطیسی قوی تشکیل شدند، از هم جدا می شود. دم یونی مستقیم و کشیده و دم گرد و غباری به شکل منحنی است.
چون جهت کشیده شدن دنباله ها مخالف جهت خورشید است می توان گفت فشار تابشی خورشید یکی از دلایل کشیده شدن دنباله می باشد. از دلایل دیگر آن می توان به حرکت سریع دنباله و فشار بادهای خورشیدی اشاره کرد. اندازه دنباله ها می تواند تا ۱۰۰ میلیون کیلومتر نیز باشد.
مدار دنباله دارها
مدار چرخشی ستارگان دنباله دار یا به شکل مدار بسته می باشد یعنی بعد از یک دوره که به نزدیکی زمین آمده اند ممکن است دوباره در اطراف زمین مشاهده شوند (مانند ستاره دنباله دار هالی). اما مدار چرخشی برخی دیگر از دنباله دارها سهمی و یا هذلولی بوده و فقط یکبار در نزدیکی زمین مشاهده می شوند. طبقه بندی دنباله دارها با توجه به مدت زمانی که دور خورشید می چرخند به دنباله دارهایی با دوره تناوب کوتاه و طولانی تقسیم می شوند. دنباله دارهایی با دوره تناوب کوتاه (کمتر از ۲۰۰ سال) توسط نیروی گرانشی سیارات (بیشتر سیاره مشتری)، از نزدیک خورشید رانده می شوند. در نتیجه این نیروی گرانش دنباله دار شومیکر – لوی ۹ روی سیاره مشتری افتاد.
هالی دنباله دار با دوره تناوب ۷۶ ساله و هیل باپ دنباله دار با دوره تناوب طولانی (۴۰۰۰ سال) می باشد. دنباله دار هیل باپ آخرین بار در سال ۱۹۹۷ دیده شده است.
ستاره دنباله دار هالی
ستاره شناس انگلیسی هالی کسی بود که اولین بار در سال ۱۷۰۵ نزدیک شدن ستاره دنباله دار هالی را کشف کرده و متوجه شد که همین دنباله دار بوده که در سال های ۱۵۳۱، ۱۶۰۷و ۱۶۸۲ به زمین نزدیک شده است. به همین دلیل به نام او نام گذاری شده است. این ستاره دوره تناوب ۷۵ تا ۷۶ ساله داشته و از کمربند کوییپر خارج می شود و برای بار آخر در سال ۱۹۸۶ دیده شده و پیش بینی شده بار دیگر در سال ۲۰۶۱ در نزدیکی زمین دوباره مشاهده شود.
تاریخچه کشف
بعد از تصویربرداری از ستاره دنباله دار هالی در سال ۱۹۸۶ دانشمندان برای مطالعه روی آن ها فعالیت های خود را آغاز کردند. فضاپیمای «Deep Space 1» در سال ۲۰۰۱ از هسته دنباله دار بورلی تصویر برداری کرد و در سال ۲۰۰۴ توانست ذرات گرد و غبار دنباله دار Wild 2 را نمونه برداری کند. با این عکس ها بود که دانشمندان آن ها را تشکیل شده از مواد داخلی منظومه شمسی دانستند. با فرستادن فضاپیمای دیگر توسط ناسا در سال ۲۰۰۵ و با تصویر برداری از دنباله دارها بعد از ضربه زدن به آن ها و خارج شدن مواد گرد وغباری و پودری از آن، به ساختار این ستاره ها پی بردند.
ظاهر شدن و مرگ یک ستاره دنباله دار
در ابتدای پیدایش، یک ستاره دنباله دار ابر نورانی است که با نزدیک شدن به خورشید، به حدی نورانی تر می شود که ستاره ها را از بین خود نشان می دهند. بعد از تشکیل یک ستاره دنباله دار (ذوب و تبخیر گازهای منجمد)، این ستاره از خورشید دور می شود. دنباله این ستاره ها جلوتر از سر آن ها می باشد. چون همان طور که در بالا اشاره شد با فشار تابشی خورشید ذرات هسته به بیرون در خلاف جهت خورشید پرت می شود. با دور شدن از خورشید از مواد آن کاسته شده و سرعت دنباله دارها کم می شود تا این که ناپدید می شود. مواد آن بر اثر نیروهای جزر و مدی و تابش خورشیدی با دور شدن از خورشید از بین می رود و دنباله دار را به نابودی می کشاند.
زیباترین ستاره دنباله دار
دنباله دارها اجرام آسمانی جذابی هستند و بسیاری از آنها مسئول معروف ترین بارش های شهابی روی زمین هستند. دنباله دار هالی احتمالاً مشهورترین دنباله دار مشاهده شده از سیاره ما است. دنباله دار هالی یک دنباله دار کوتاه دوره است که هر ۷۵ تا ۷۹ سال قابل مشاهده است و تنها دنباله دار است که بدون کمک فن آوری می توانیم آن را ببینیم. زمانی که رخ می دهد حدود شش ماه در آسمان شب قابل مشاهده است.
تعداد کمی از مردم دنباله دار هالی را دو بار در طول عمر خود دیده اند. با این حال، امکان پذیر است. قدیمی‌ها این دنباله دار معروف را بارها مشاهده کرده اند. شومیکر لوی-۹ که به نام سه ستاره شناس که آن را در سال ۱۹۹۳ کشف کردند، یکی دیگر از دنباله دارهای معروفی است که مستقیماً توسط فناوری ما رصد شد.
دنباله‌دار Hyakutake توسط یک ستاره‌شناس آماتور ژاپنی در سال ۱۹۹۶ کشف شد. این جرم بزرگ آسمانی با نام مستعار دنباله دار بزرگ در سال ۱۹۹۶، یکی از نزدیک ترین جرم های نوع خود بود که از نزدیکی زمین ما عبور کرد.
اگرچه این دنباله دار تنها ۲.۶ مایل / ۴.۲ کیلومتر عرض داشت، اما چیزی که جامعه علمی را شوکه کرد دم عظیم آن بود که ۳۱۰ میلیون مایل / ۵۰۰ میلیون کیلومتر از هسته خود فاصله داشت. این بزرگترین دم دنباله دار بود که تا کنون مشاهده شده است.
ستاره شناس حرفه‌ای آلن هیل و ستاره‌زشناس آماتور توماس باپ، دنباله دار هیل باپ، را کشف کردند. هیل باپ یکی از تماشایی ترین دنباله دارهایی بود که در دهه ۹۰ مشاهده شده بود.
هیل باپ نسبت به دنباله دار هالی تأثیر قابل توجهی بر عموم مردم گذاشت، زیرا به لطف درخشندگی آن، بیشترین مشاهده شده در تاریخ دنباله دار بود. آمارها نشان می دهد که حدود ۶۹ درصد از کل جمعیت آمریکا در آن زمان این دنباله دار را دیده بودند.
