ستاره دنباله دار چیست و از کجا می آید؟

ستاره دنباله دار جسمی کوچک و منجمد از منظومه شمسی است که با عبور از نزدیکی خورشید ، گرم شده و شروع به آزادسازی گازها می کند به همین دلیل یک دنباله درخشان ایجاد می شود. این پدیده به دلیل اثرات تابش خورشید و باد خورشیدی است که بر هسته دنباله دار اثر می گذارد.

هسته ستاره دنباله دار از چند صد متر تا ده ها کیلومتر عرض دارند و از مجموعه های سست یخ ، گرد و غبار و ذرات کوچک سنگی تشکیل شده است. قطر آنها  ممکن است تا ۱۵ برابر قطر زمین باشد ، در حالی که دم آن ممکن است فراتر از یک واحد نجومی باشد.

اگر این جرم آسمانی به اندازه کافی روشن باشد می توان آنرا بدون کمک تلسکوپ از روی زمین مشاهده کرد و با قوس ۳۰ درجه در آسمان دیده شود. دنباله دارها از زمان های بسیار قدیم توسط بسیاری از فرهنگ ها مشاهده و ثبت شده اند. در ادامه مقاله در نشریه جهان شیمی فیزیک توضیحات بیشتری در این رابطه ارئه می شود.

 

 

تاریخچه شناخت ستاره های دنباله دار

از منابع باستانی مشخص شده است که دنباله دارها از هزاره پیش مورد توجه انسان قرار گرفته اند. تا پیش از قرن شانزدهم ، ستاره های دنباله دار معمولاً به عنوان نشانه هایی بد برای مرگ شاهان یا انسان های نجیب ، یا فاجعه های آینده در نظر گرفته می شدند یا حتی به حملات موجودات فضایی علیه ساکنان زمینی تعبیر می شدند.

در هند ، ستاره شناسان در قرن ۶ معتقد بودند که ستاره های دنباله دار اجرام آسمانی هستند که به صورت دوره ای ظاهر می شوند. در سال ۱۳۰۱ ، جویتو نقاش ایتالیایی اولین شخصی بود که یک دنباله دار را به طور دقیق و تشریحی به تصویر کشید. جویتو در اثر خود ستاره دنباله دار هالی را به تصویر کشید.

ارسطو اولین دانشمند شناخته شده ای است که از نظریه ها و واقعیت های مشاهده ای مختلف برای شرح ساختار ستاره های دنباله دار استفاده کرد. وی معتقد بود که دنباله دارها پدیده های جوی هستند. از نظر ارسطو ، دنباله دارها باید در کره ماه باشند و به وضوح از آسمان جدا شوند. نظریه او در مورد ستاره های دنباله دار علی رغم کشف های متعدد از افراد مختلف در جنبه های چالش برانگیز کار وی ، در سراسر قرون وسطی بسیار پذیرفته شد.

یکی از چالش های برجسته سنکا بود ، که منطق پیشینیان خود را زیر سال برد و بحث های زیادی را در میان منتقدان ارسطو در قرن ۱۶ و ۱۷ ایجاد کرد. سنکا فکر می کرد که دنباله دارها ماندگارتر از آن هستند که با تابش کوتاه در آسمان مشاهده می شوند و شواهدی قابل تأمل در مورد ماهیت آسمانی ستاره های دنباله دار ارائه داد.

بهتر است بدانید:

تفسیرهای نجومی از دنباله دارها از قرن پانزدهم میلادی توسعه یافت. در قرن شانزدهم ، تایکو براهه و مایکل میستلین نشان دادند که ستاره های دنباله دار باید در خارج از جو زمین با اندازه گیری اختلاف منظر اندازه گیری شود این بدان معناست که دنباله دار باید حداقل چهار برابر بیشتر از زمین تا ماه فاصله داشته باشد.

بر اساس مشاهدات در سال ۱۶۶۴ ، جیووانی بورلی طول و عرض جغرافیایی ستاره های دنباله داری را که مشاهده کرده بود، ثبت کرد و پیشنهاد کرد که مدارهای دنباله دار ممکن است سهموی باشند. گالیله یکی از مشهورترین اخترشناسان تا به امروز نظریه های تایکو براهه در مورد اختلاف منظر دنباله دارها را رد کرد و ادعا کرد که ممکن است این یک توهم نوری صرف باشد.

همچنین در اوایل دوره مدرن مطالعه دنباله دارها ، اهمیت طالع بینی آنها در رشته های پزشکی اتفاق افتاد. بسیاری از درمانگران این زمان ، پزشکی و نجوم را رشته ای مرتبط می دانستند و دانش خود را در مورد ستاره های دنباله دار و سایر علائم نجومی برای تشخیص و معالجه بیماران به کار می گرفتند.

کشف ستاره‌های دنباله دار

دنباله دار بورلی یکی این اجرام آسمانی بود که توسط فضاپیمای دیپ اسپیس ۱ ناسا در سال ۲۰۰۱  کشف شد. این فضاپیما توانست از هسته این جرم آسمانی که حدود ۸ کیلومتر (۵ مایل) طول دارد عکس برداری کند.

این فضاپیما همچنین در ژانویه سال ۲۰۰۴ از فاصله ۲۳۶ کیلومتری (۱۴۷ مایل) از هسته ستاره دنباله دار Wild ۲ عبور کرد و پس از جمع آوری ذرات دنباله دار و گرد و غبار بین ستاره‌ ای در سال ۲۰۰۶ به زمین بازگشت.

عکس‌ های این فضاپیما از هسته دنباله دار نشان می‌ دهد که هسته یک دنباله دار از جت ‌های گرد و غبار و همراه با بافت ناهموار تشکیل شده است. آنالیز این نمونه ‌ها نشان می ‌دهد که دنباله دارها پیچیده ‌تر از تصورات ما هستند. در نمونه های جمع آوری شده مواد معدنی تشکیل شده در نزدیکی خورشید یا ستارگان دیگر وجود دارد که نشان می ‌دهد مواد مناطق داخلی منظومه شمسی در خارج و حتی محل تشکیل ستاره های دنباله دار وجود دارند.

سیستم نامگذاری ستاره های دنباله دار

اسامی که به دنباله دارها داده می شود طی دو قرن گذشته از چندین قرارداد پیروی کرده است. پیش از اوایل قرن بیستم ، بیشتر ستاره های دنباله دار توسط سال ظهور مورد اشاره قرار می گرفتند ، گاهی اوقات دارای صفت اضافی برای دنباله دارهای به ویژه درخشان بودند. بنابراین ، “دنباله دار بزرگ ۱۶۸۰” ، “دنباله دار بزرگ ۱۸۸۲” و “دنباله دار بزرگ ژانویه ۱۹۱۰”.

پس از اینکه ادموند هالی نشان داد که دنباله دارهای سال های ۱۵۳۱ ، ۱۶۰۷ و ۱۶۸۲ در واقع یک دنباله دار هستند و با محاسبه مدار با موفقیت بازگشت آن را در سال ۱۷۵۹ پیش بینی کرد ، این دنباله دار به دنباله دار هالی معروف شد.

به همین ترتیب ، دومین و سومین دنباله های دوره ای شناخته شده ، دنباله دار Encke  و دنباله دار Biela ، به نام ستاره شناسانی نامگذاری شدند که مدارهای آنها را محاسبه می کردند تا کاشفان اصلی آنها. بعداً ، دنباله دارهای دوره ای معمولاً به نام کاشفانشان نامگذاری می شدند ، اما ستاره های دنباله داری که فقط یک بار ظاهر شده بودند به نام سال ظهور شناخته می شدند.

در اوایل قرن ۲۰ ، قرارداد نامگذاری دنباله دارها به نام کاشفان آنها متداول شد و امروزه نیز به همین ترتیب ادامه دارد. یک دنباله دار را می توان به نام کاشفان ، ابزار یا برنامه ای که به یافتن آن کمک کرده ، نامگذاری کرد. به عنوان مثال  در سال ۲۰۱۹  ستاره شناس ، گنادی بوریسوف ، دنباله داری را مشاهده کرد که به نظر می رسد خارج از منظومه شمسی منشا گرفته باشد که به عنوان دنباله دار C / 2019 Q4 (بوریسوف) نامگذاری شد.

ستاره های دنباله دار از کجا می آیند؟

دنباله دارها معمولاً مدارهای بیضوی بسیار غیر عادی دارند و دوره های مداری آنها طیف گسترده ای از چندین سال تا چند میلیون سال دارد. دنباله دارهای با تناوب کوتاه مدت از کمربند کوئیپر یا دیسک پراکنده مرتبط با آن سرچشمه می گیرند  که فراتر از مدار نپتون است. به نظر می رسد ستاره های دنباله دار با دوره تناوب طولانی از ابر اوروت سرچشمه می گیرند ، ابری کروی از اجسام یخی که از خارج کمربند کوئیپر تا مجاورت نزدیکترین ستاره گسترش یافته است.

ستاره های دنباله دار با دوره های تناوب طولانی با ایجاد اغتشاشات گرانشی ناشی از عبور ستاره ها و جزر و مد کهکشانی از ابر اوروت به سمت خورشید حرکت می کنند. دنباله دارهای هایپربولیک ممکن است یک بار از منظومه شمسی داخلی عبور کنند و سپس به فضای بین ستاره ای منتقل شوند.

بیشتر این اجرام آسمانی فاصله خود را با خورشید حفظ می‌ کنند ولی برخی از آنها که به نام آفتاب گیرها شناخته می شوند مستقیماً به خورشید برخورد می ‌کنند و یا آنقدر نزدیک می ‌شوند که در اثر دمای بالای خورشید تبخیر می شوند.

فرق ستاره دنبال با سیارک چیست؟

ستاره های دنباله دار با وجود اتمسفر گسترده و جاذبه دم و هسته از سیارک ها متمایز می شوند. این اجرام اسمانی بارها و بارها از کنار خورشید عبور می کنند و تقریبا تمام یخ های فرار و گرد و غبار خود را از دست می دهند و ممکن است شبیه سیارک های کوچک شوند. تصور می شود که سیارک ها منشا متفاوتی از دنباله دارها دارند و بیشتر در منظومه شمسی داخلی و در مدار مشتری شکل گرفته اند.

البته کشف ستاره های دنباله دار در کمربند اصلی و سیاره های فعال کوچک قنطورس تمایز سیارک ها از آنها  را مبهم کرده است.

ارتباط ستاره دنباله دار با بارش های شهابی

همانطور که یک ستاره دنباله دار در حین عبور از خورشید گرم می شود ، خارج شدن  اجزای یخ زده آن نیز بقایای جامدی را آزاد می کند که با فشار تابش و باد خورشیدی خارج شود. اگر بقایای دنباله آن که بیشتر از دانه های ریز مانند سنگ تشکیل شده است هنگام عبور وارد مدار زمین شود ما به شکل بارش شهابی آنرا مشاهده می کنیم.

دنباله های متراکم باعث بارش های سریع اما شدید شهابی می شود و دنباله های کم تراکم باعث ایجاد رگبارهای طولانی تر اما با شدت کمتر می شوند. به طور کلی تراکم دنباله با این مسئله در ارتباط است که دنباله دار اصلی چند سال است در حال آزاد کردن مواد از انتهای خودش است. بارش شهابی معمولا هر ساله بین ۹ تا ۱۳ آگوست ، هنگامی که زمین از مدار دنباله دار سویفت – تاتل عبور می کند ، رخ می دهد. دنباله دار هالی منبع بارش شهابی جبار در اکتبر است.

ستاره های دنباله دار و تأثیر آنها بر حیات

بسیاری از دنباله دارها و سیارک ها در مراحل اولیه  تَکیل منظومه شمسی با زمین برخورد کرده اند. بسیاری از دانشمندان تصور می کنند که ستاره های دنباله دار با بمباران زمین جوان در حدود ۴ میلیارد سال پیش مقدار زیادی آب را که اکنون اقیانوس های زمین یا حداقل بخش قابل توجهی از آن را پر می کند را به ارمغان آورده اند.

کشف مولکولهای آلی از جمله هیدروکربن های معطر چند حلقه ای در تعداد قابل توجهی در دنباله دارها باعث گمانه زنی در مورد این شده است که شاید دنباله دارها یا شهاب سنگها پیش سازهای زندگی – یا حتی خود زندگی – را به زمین آورده باشند . در سال ۲۰۱۳ پیشنهاد شد که تأثیرات بین سطوح سنگی و یخی ، مانند ستاره های دنباله دار ، توانایی ایجاد اسیدهای آمینه را دارند که از طریق سنتز شوک ، پروتئین ها را می سازند.

سرعت ورود ستاره های دنباله دار به جو ، همراه با مقدار انرژی ایجاد شده پس از تماس اولیه ، به مولکول های کوچک تر اجازه می دهد تا در مولکول های بزرگتر که به عنوان پایه و اساس حیات عمل می کنند ، متراکم شوند. در سال ۲۰۱۵ ، دانشمندان مقدار قابل توجهی اکسیژن مولکولی را در دنباله های خارج شده از ستاره دنباله دار ۶۷ P یافتند  که نشان می دهد این مولکول ممکن است خیلی بیشتر از آنچه تصور می شود تشکیل شده باشد.

گمان می رود که تأثیرات دنباله دارها در بازه های زمانی طولانی ، مقادیر قابل توجهی آب را به ماه زمین نیز منتقل کرده باشد  که برخی از آنها ممکن است به عنوان یخ قمری وجود داشته باشند. همچنین تصور می شود که تأثیرات دنباله دار و شهاب سنگ مسئول وجود تکتیت ها و استرالیت ها باشند.

 

افسانه ها در مورد ستاره دنباله دار

ترس از ستاره های دنباله دار به عنوان خشم خدا و نشانه هایی از عذاب قریب الوقوع در اروپا از سال ۱۲۰۰ تا ۱۶۵۰ میلادی در بیشترین حد ممکن بود. به عنوان مثال ، سال بعد از دنباله دار بزرگ ۱۶۱۸ ، گوتارد آرتهوسیوس جزوه ای منتشر كرد كه در آن می گفت این نشانه نزدیك شدن روز قیامت است. وی ده صفحه از فاجعه های مربوط به دنباله دارها ، از جمله “زلزله ، طغیان ، تغییر مسیر رودخانه ها ، طوفان های تگرگ ، هوای گرم و خشک ، برداشت ضعیف ، اپیدمی ها ، جنگ و خیانت و قیمت های بالا” را فهرست کرد.

تا سال ۱۷۰۰ اکثر محققان نتیجه گرفتند که چنین اتفاقاتی رخ می دهد خواه یک ستاره دنباله دار دیده شود یا نشود. با این حال ، ویلیام ویستون در سال ۱۷۱۱ با استفاده از سوابق ادموند هالی در مورد مشاهده ستاره های دنباله دار نوشت که دنباله دار بزرگ ۱۶۸۰ دارای دوره ای ۵۷۴ ساله است و با ریختن آب بر روی زمین مسئول سیل جهانی در کتاب پیدایش است.

با اعلامیه وی برای یک قرن دیگر ترس از ستاره های دنباله دار احیا شد ، اکنون تهدیدهای مستقیم جهان به جای نشانه خبر از فاجعه می دهد. آنالیزهای طیفی در سال ۱۹۱۰ نشان داد که سیانوژن گاز سمی که در ستاره دنباله دار هالی وجود دارد باعث خرید وحشت زده ماسک های ضد گاز و “قرص های ضد دنباله دار” و “چترهای ضد دنباله دار” توسط مردم شده است.

ستاره های دنباله دار معروف کدامند؟

ستاره دنباله دار هالی

هالی در سال ۱۷۰۵ توسط ادموند هالی کشف شد. دنباله دار هالی هر ۷۵ تا ۷۶ سال یکبار قابل مشاهده است.

ستاره دنباله دار هیل-بوپ

هیل- بوپ قبل از کشف توسط یک فرقه کالیفرنیایی بسیار مشهور به عنوان فضا پیما شناخته می شد و به همین دلیل معروف است. این دنباله دار در سال ۱۹۹۷ مشاهده شد و تقریباً برای ۲۳۰۰ سال دیگر قابل مشاهده نخواهد بود و  به نام کاشفان مشترک خود یعنی آلن هیل و توماس بوپ نامگذاری شده است.

ستاره دنباله دار شومیکر-لوی ۹

شومیکر – لوی ۹ که به عنوان SL9 نیز شناخته می ‌شود مجموعه ای از ستارگان دنباله دار بود که توسط جاذبه مشتری شکار شد و مدتی دور این سیاره می چرخید. این دنباله دار مدار بسیار نا منظمی داشت و در نتیجه این بی‌ نظمی در تاریخ ۱۶ ژوئیه ۱۹۹۴ به مشتری برخورد کرد و یک نمایش درخشان در آسمان پدید آورد.

سرنوشت ستاره های دنباله دار چه می شود؟

کوچ (پرتاب) از منظومه خورشیدی

اگر یک دنباله دار به اندازه کافی سریع حرکت کند ، ممکن است منظومه شمسی را ترک کند. اینگونه اجرام اسمانی از مسیر باز یک هذلولی پیروی می کنند و به همین ترتیب آنها دنباله دار هایپربولیک نامیده می شوند. تا به امروز مشخص شده است که ستاره های دنباله دار فقط با تعامل با جسم دیگری در منظومه شمسی مانند مشتری از منظومه خارج می شوند. تصور می شود نمونه ای از این ستاره های دنباله دار C / 1980 E1 باشد که از مدار پیش بینی شده ۷.۱ میلیون ساله به دور خورشید  پس از عبور از کنار سیاره مشتری در سال ۱۹۸۰ به یک مسیر هذلولی منتقل شد.

از بین رفتن مواد فرار

به نظر می رسد دنباله دارهای خانواده مشتری (JFC) و دنباله دارهایی با تناوب طولانی مدت قوانین انقراض بسیار متفاوتی را دنبال می کنند. JFC ها دارای طول عمر حدود ۱۰ هزار سال یا مدارهای ۱۰۰۰ پوندی فعال هستند در حالی که دنباله دارهای با تناوب طولانی مدت بسیار سریعتر محو می شوند. فقط ۱۰٪ از دنباله دارهای دارای تناوب طولانی مدت بیش از ۵۰ گذر به سمت خورشید دارند و فقط ۱٪ آنها پس از ۲۰۰۰  گذر زنده می مانند. سرانجام بیشتر مواد فرار موجود در یک هسته دنباله دار تبخیر می شود و ستاره دنباله دار به یک توده سنگی یا قلوه سنگ کوچک ، تاریک و بی اثر تبدیل می شود که می تواند شبیه یک سیارک باشد.

برخی از سیارک ها در مدارهای بیضوی اکنون به عنوان دنباله دارهای منقرض شده شناخته می شوند. تصور می شود که تقریباً شش درصد از سیارک های نزدیک به زمین هسته های دنباله دار منقرض شده باشند.

جدایی و برخورد

هسته برخی از این اجرام آسمانی ممکن است شکننده باشد ، نتیجه ای که با مشاهده تجزیه ستاره های دنباله دار پشتیبانی می شود. یک اختلال قابل توجه در دنباله دارComet Shoemaker – Levy 9  که در سال ۱۹۹۳ کشف شد باعث شد در ژوئیه ۱۹۹۲  این جرم آسمانی با برخورد به مشتری تکه تکه شود و طی یک دوره شش روزه در ژوئیه ۱۹۹۴ ، این قطعات در جو مشتری قرار گرفتند . این اولین بار بود که ستاره شناسان برخورد بین دو جسم را در منظومه شمسی مشاهده کردند.

علاوه بر این به نظر می رسد دنباله دارهای ۴۲ P / Neujmin و ۵۳ P / Van Biesbroeck قطعات یک دنباله دار والد هستند. ادغام عددی نشان داده است که هر دو دنباله دار در ژانویه ۱۸۵۰ رویکردی نزدیک به مشتری داشتند و قبل از ۱۸۵۰ ، این دو مدار تقریباً یکسانی داشتند.

مشاهده شده است که برخی از این اجرام آسمانی در طی عبور از مسیر خود به سمت خورشید متلاشی می شوند. ستاره های دنباله دار بزرگ West و  Ikeya – Seki و دنباله دار بیلا از نمونه های قابل توجهی بودند که هنگام عبور از وسط مدار در سال ۱۸۴۶ به دو قطعه تبدیل شدند. این دو دنباله دار در سال ۱۸۵۲ به طور جداگانه دیده شدند ، اما پس از آن دیگر هرگزدیده نشدند. در عوض ، بارش شهابی چشمگیری در ۱۸۷۲ و ۱۸۸۵ زمانی که دنباله دار باید دیده می شد ، مشاهده شد. یک بارش شهابی ضعیف نیزهر ساله در ماه نوامبر رخ می دهد که هنگام عبور زمین از مدار دنباله دار بیلا ایجاد می شود.

بعضی از این ستاره ها پایان چشمگیرتری دارند – یا به  خورشید برخورد می کنند یا در یک سیاره دیگر سقوط می کنند. برخورد میان ستاره های دنباله دار و سیارات یا قمرها در اوایل ایجاد منظومه شمسی معمول بود و ممکن است برخی از حفره های روی ماه ناشی از برخورد ستاره های دنباله دار باشد.