ستاره دنباله دار چیست؟ | هر آنچه باید بدانید

ستاره‌ دنباله دار باقیمانده‌ منجمد حاصل از تشکیل منظومه شمسی متشکل از گرد و غبار، سنگ و یخ است. عرض این اجرام آسمانی از چند تا پانزده کیلومتر است که با نزدیک شدن به خورشید گرم می‌شوند و گازها و گرد و غبار را به یک دنباله درخشان که می‌تواند بزرگتر از یک سیاره باشد می‌ریزند. این مواد می‌توانند یک دنباله تشکیل دهند که میلیون‌ها کیلومتر کشیده شده است. در این مطلب قصد داریم تا ستاره دنباله دار را با جزئیات بیشتر مورد بررسی قرار دهیم.

ستاره دنباله دار چیست؟

در گذشته‌های دور مردم ستاره دنباله دار را با حیرت و شگفتی بسیار می‌دیدند و آن‌ها را به عنوان ستاره‌هایی با موهای بلند درک می‌کردند که ناگهانی و غیرقابل پیش‌بینی در آسمان ظاهر می‌شوند. قرن‌ها ستاره‌شناسان چینی داده‌های گسترده‌ای از انواع مشخص دم‌های ستارگان دنباله دار، زمان ظهور و ناپدید شدن ستاره‌های دنباله دار و موقعیت‌های آسمانی آن‌ها را ثبت و نگهداری کردند و این داده‌ها برای ستاره‌شناسان بعدی بسیار مفید بوده است.

فیلم آموزش مقدماتی کیهان شناسی و نجوم در فرادرس

کلیک کنید

در حال حاضر می‌دانیم که ستاره‌های دنباله دار باقی مانده‌ای از شروع منظومه شمسی در حدود 4/6 میلیارد سال پیش هستند که بیشترین ماده تشکیل دهنده آن‌ها یخ است و لایه‌ای از مواد آلی تیره روی آن‌ها را پوشانده است. از این ستاره‌ها به عنوان گلوله‌های برفی کثیف نیز یاد می‌شود. این ستاره‌ها شامل سرنخ‌های مهمی در مورد شکل‌گیری منظومه شمسی هستند. همچنین ممکن است ستاره‌های دنباله دار آب، ترکیبات آلی و سایر عناصر سازنده حیات را به زمین و سایر قسمت‌های منظومه شمسی آورده باشند. در حال حاضر و بر اساس داده‌های ناسا 3,709 ستاره دنباله دار شناخته شده است.

دنباله دارها از کجا می‌آیند؟

نظریه پرداز و ستاره‌شناس «جرارد کويپر» (Gerard Kuiper) در سال 1951 بیان کرد که کمربندی يخی و ديسک مانند آن سوی نپتون وجود دارد که جمعيت ستاره‌های دنباله دار تاريک به دور خورشيد در قلمرو پلوتو می‌چرخند. این اجسام یخی گاهی توسط گرانش به مجاورت مدارهایی نزدیک به خورشید می‌رسند و به اصطلاح به عنوان ستاره دنباله دار که مدت زمان کمی در آسمان ظاهر می‌شود قابل مشاهده هستند. چرخش این اجسام به دور خورشید کمتر از 200 سال طول می‌کشد و در بسیاری از موارد شکل ظاهری آن‌ها قابل پیش‌بینی است زیرا قبلاً از آن مکان گذشته‌اند. ستاره‌های دنباله دار که مدت زمان بیشتری در آسمان ظاهر می‌شوند کمتر قابل پیش‌بینی هستند زیرا بسیاری از آن‌ها از منطقه‌ای به نام ابر Oort در حدود 100,000 واحد نجومی (یعنی حدود 100,000 برابر فاصله زمین و خورشید) از خورشید می‌آیند. یک چرخش کامل ستاره دنباله دار ابر Oort ممکن است حدود 30 میلیون سال طول بکشد.

هر دنباله دار دارای یک قسمت منجمد و ریز است که هسته نامیده می‌شود و اغلب دارای عرضی بزرگتر از چند کیلومتر نیست. هسته یک ستاره دنباله دار شامل تکه‌های یخی، گازهای منجمد با تکه‌های گرد و غبار است. یک دنباله دار با نزدیک شدن به خورشید و ایجاد جو یا کما (کما یک سحابی در اطراف هسته یک دنباله دار است که هنگام عبور دنباله دار از کنار خورشید در مدار بیضوی آن شکل گرفته است. با گرم شدن دنباله دار بخش‌هایی از آن تصعید می‌شوند. کما به طور کلی از یخ و گرد و غبار دنباله دار ساخته شده است) گرم می‌شود. گرمای خورشید باعث تغییر یخ‌های دنباله دار به گازها شده و در نتیجه کما بزرگتر شود. کما ممکن است صدها هزار کیلومتر امتداد داشته باشد.

فشار نور خورشید و ذرات پرسرعت خورشیدی (باد خورشیدی) با ایجاد یک جریان می‌توانند گرد و غبار کما و گاز را از خورشید دور کنند و یک دنباله روشن و بلند ایجاد کنند. دنباله دارها در واقع دو دنباله دارند یک دنباله گرد و غبار و یک دنباله متشکل از یون گازی.

بیشتر دنباله دارها مسافتی ایمن از خورشید را حفظ می‌کنند. ستاره دنباله دار هالی بیشتر از 89 میلیون کیلومتر (55 میلیون مایل) به خورشید نزدیک نمی‌شود. با این حال بعضی از دنباله دارها به نام «آفتابگیرها» مستقیماً به خورشید برخورد می‌کنند و یا آنقدر به آن نزدیک می‌شوند که شکسته و تبخیر می‌شوند.

اکتشاف ستاره‌های دنباله دار چگونه صورت گرفت؟

دانشمندان مدت‌ها است که قصد دارند تا ستاره‌های دنباله دار را  توسط چند تصویر که در سال 1986 از هسته دنباله دار هالی گرفته شده مطالعه کنند. فضاپیمای «دیپ اسپیس 1» (Deep Space 1) ناسا برای اکتشاف دنباله دار بورلی در سال 2001 پرواز کرد و از هسته آن که حدود 8 کیلومتر (5 مایل) طول دارد عکسبرداری کرد.

فیلم آموزش رصد آسمان و نجوم رصدی در فرادرس

کلیک کنید

این ماموریت ناسا با موفقیت انجام شد و این فضاپیما توانست در ژانویه سال 2004 در فاصله 236 کیلومتری (147 مایل) از هسته ستاره دنباله دار Wild 2 پرواز کرده و ذرات دنباله دار و گرد و غبار بین ستاره‌ای را جمع‌آوری کرد، در نهایت این فضاپیما در سال 2006 به زمین بازگشت.

عکس‌های گرفته شده در این پرواز از یک هسته دنباله دار از نزدیک نشان می‌دهد که هسته یک دنباله دار از جت‌های گرد و غبار و یک سطح ناهموار به همراه بافت تشکیل شده است. تجزیه و تحلیل نمونه‌های این به دست آمده از این پروژه ناسا نشان می‌دهد كه دنباله دارها پیچیده‌تر از آن چیزی که تصور می‌شود هستند. در این نمونه‌ها مواد معدنی تشکیل شده در نزدیکی خورشید یا ستارگان دیگر یافت می‌شود که نشان می‌دهد مواد مناطق داخلی منظومه شمسی به مناطق بیرونی و محل تشکیل ستاره‌های دنباله دار کشیده می‌شود.

مأموریت دیگر ناسا با نام ماموریت «دیپ ایمپکت» (Deep Impact) متشکل از یک فضاپیمای پرواز در ارتفاع کم و یک ضربه زننده بود. در سال 2005 در یک برخورد برنامه‌ریزی شده ضربه به سمت هسته دنباله دار «تمپل 1» (Tempel 1) برخورد کرد که در اثر این برخورد مقادیر زیادی مواد ریز و پودری از زیر سطح دنباله دار خارج شد. در مسیر ضربه دوربین ضربه زننده از ستاره دنباله دار با جزئیات بیشتری تصویر گرفت. دو دوربین و یک طیف سنج در فضاپیمای پرواز در ارتفاع کوتاه کاوش دقیق و چشمگیری را ثبت کردند که به تعیین ترکیب داخلی و ساختار هسته کمک کرد.

فضاپیمای دیپ ایمپکت و فضاپیمای «استارداست» (Stardust) پس از انجام مأموریت‌های مقدماتی موفقیت آمیز مجدداً برای پروازهای بیشتر کاوش دنباله دارها هدف‌گیری شدند.

ماموریت «اپوکسی» (EPOXI) فضاپیمای دیپ ایمپکت که شامل مشاهده سیاره خارج از منظومه شمسی و تحقیقات اساسی رو این سیاره بود دو هدف اصلی داشت: تحقیقات گسترده دیپ ایمپکت یا DIXI که در نوامبر 2010 روی دنباله دار هارتلی 2 انجام شد و تحقیقات و بررسی خصوصیات سیاره خارج از منظومه شمسی یا EPOCh که به دنبال سیاره‌ای هم اندازه زمین در کنار ستارگان دیگر در مسیر هارتلی2 بود.

ناسا در سال 2011 تحقیقاتش در زمینه ستاره دنباله دار را مجدداً بر روی ستاره دنباله دار تمپل 1 متمرکز کرد. زیرا در مأموریت NExT متوجه شد که از سال 2005 که دیپ ایمپکت تصاویری از تمپل 1 ثبت کرده است تغییرات دیگری در هسته مشاهده می‌شود.

چگونه یک ستاره دنباله دار نامگذاری می‌شود؟

نامگذاری دنباله دارها می‌تواند پیچیده باشد. به طور کلی ستاره‌های دنباله دار بر اساس کاشف خود یعنی شخص یا سفینه فضایی که آن‌ها را پیدا کرده است نامگذاری می‌شوند. این دستورالعملی است که اتحادیه نجوم بین المللی در قرن گذشته تهیه کرده است. به عنوان مثال دنباله دار Shoemaker-Levy 9 به این دلیل به این نام شناخته شد که نهمین دنباله دار دوره‌ای کوتاه بود که توسط «اوژن و کارولین شویمکر» (Eugene and Carolyn Shoemaker) و «دیوید لوی» (David Levy) کشف شد. از آنجا که فضاپیماها در کشف و بررسی ستاره‌های دنباله دار بسیار موثر و کارآمد هستند بسیاری از دنباله دارها به نام‌های SOHO، LINEAR یا WISE شناخته می‌شوند.

دنباله دار هالی چیست؟

بدون شک دنباله دار هالی مشهورترین ستاره دنباله دار است. هالی یک دنباله دار دوره‌ای است و تقریباً هر 75 سال به مجاورت زمین باز می‌گردد و این امکان را برای انسان فراهم می‌کند که در طول زندگی خود دو بار آن را ببیند. این دنباله دار آخرین بار در سال 1986 مشاهده شده است و پیش‌بینی می‌شود در سال 2061 دوباره به زمین بازگردد.

فیلم آموزش رصد آسمان و نجوم رصدی در فرادرس

کلیک کنید

نام این ستاره دنباله دار به نام ستاره شناس انگلیسی «ادموند هالی» (Edmond Halley) است که داده‌ها و گزارشات نزدیک شدن یک دنباله دار به زمین را در سال‌های 1531، 1607 و 1682 مورد بررسی قرار داد و پیش‌بینی کرد که این ستاره مجدداً در سال 1758 مشاهده شود.

هالی زنده نماند تا پیش‌گویی خود در مورد پدیدار شدن این ستاره دنباله دار در آسمان را ببیند اما کشف وی منجر به نامگذاری این دنباله دار به نام او شد. همچنین محاسبات هالی نشان داد که حداقل بعضی از ستارگان دنباله دار به دور خورشید می‌چرخند.

بعلاوه حضور دنباله دار هالی در آسمان در سال 1986 باعث شد چندین فضاپیما برای نمونه گیری از ترکیبات و مواد تشکیل‌دهنده هالی به مجاورت آن نزدیک شوند. همچنین تلسکوپ‌های پرقدرت نیز این ستاره دنباله دار را در هنگام چرخش از زمین مورد بررسی و مشاهده قرار دادند.

در حالی که چندین دهه است که نمی‌توان این دنباله دار را از نزدیک مورد مطالعه قرار داد، دانشمندان با مشاهده سایر اجرام کوچک قابل مقایسه با هالی همچنان در منظومه شمسی به دنبال ستاره دنباله دار هستند. یک نمونه قابل توجه از این کاوش‌ها و بررسی‌ها کاوشگر روزتا بود که ستاره دنباله دار «67پی/ چوریوموف–گراسیمنکو» (67P/Churyumov–Gerasimenko) را بین سال‌های 2014 و 2016 مورد بررسی قرار داد و متوجه شد که این دنباله دار حاوی نوع متفاوتی از آب زمین است.

کشف دنباله دار هالی

نجوم و ستاره شناسی در زمان شکسپیر به سرعت شروع به تغییر کرد. بسیاری از ستاره شناسان زمان وی معتقد بودند که زمین مرکز منظومه شمسی است اما «نیکولاس کوپرنیک» (Nicolaus Copernicus) که حدود 20 سال قبل از تولد شکسپیر درگذشت یافته‌هایی را منتشر کرد که نشان می‌داد این مرکز در واقع خورشید است.

چندین نسل طول کشید تا محاسبات کوپرنیک در جامعه نجوم مورد قبول واقع شده و الگوی قدرتمندی برای نحوه حرکت اجسام به دور منظومه شمسی و جهان ارائه شد.

دنباله دار هالی در سال‌های 1531، 1607 و 1682 در آسمان ظاهر شد. هالی پیش‌بینی كرد كه همین دنباله دار می‌تواند در سال 1758 به زمین بازگردد. با این حال او آنقدر زنده نماند تا ظاهر شدن مجدد هالی را ببیند و در سال 1742 درگذشت اما كشف او باعث شد تا این دنباله دار به نام او نام‌گذاری شود.

عبور این ستاره دنباله دار در سال 1910 بسیار دیدنی بود زیرا این دنباله دار با فاصله‌ای در حدود 22/4 میلیون کیلومتر (13/9 میلیون مایل) از زمین پرواز کرد که این فاصله تقریباً برابر با یک پانزدهم فاصله زمین و خورشید است. به همین دلیل دنباله دار هالی برای اولین بار توسط دوربین تصویربرداری شد.

«آلبرت بیگلو پین» (‌Albert Bigelow Paine) زندگینامه نویس و نویسنده کتاب مارک تواین، در سال 1909 گفت: من در سال 1835 با دنباله دار هالی وارد شدم. سال آینده این دنباله دار دوباره در آسمان ظاهر می‌شود و من انتظار دارم كه با این اتفاق بیرون بروم. تواین در 21 آپریل 1910 یک روز پس از حضیض خورشید هنگامی که دنباله دار از طرف دیگر خورشید بیرون آمد درگذشت. با این حال براساس داده‌های موجود در منابع دیگر زمان تولد و مرگ این نویسنده 1861-1937 عنوان شده است.

دنباله دار هالی در تاریخ

طبق داده‌های موجود در آژانس فضایی اروپا اولین مشاهدات شناخته شده هالی در سال 239 قبل از میلاد اتفاق افتاده است. ستاره شناسان چینی گذرگاه آن را در «تواریخ شی شی و ون هسین تونگ خائو» (Shih Chi and Wen Hsien Thung Khao) ثبت کردند. مطالعه دیگری که براساس مدل‌های مدار هالی است اولین مشاهده مربوط به این دنباله دار را به سال 466 قبل از میلاد ارجاع می‌دهد که این امر توسط یونانیان باستان صورت گرفته است.

داده‌های مربوط به مشاهده مجدد هالی در سال 164 و 87 پیش از میلاد در گزارشات بابلی که اکنون در موزه بریتانیا در لندن نگهداری می‌شود قابل دسترسی است. یک مقاله تحقیقاتی Nature گزارش داده است که این متون تأثیر مهمی در مطالعه حرکت مداری دنباله دارها در زمان باستان داشته است.

یکی دیگر از مشاهدات دنباله دارها در سال 1301 بر اساس گفته دایره المعارف بریتانیکا الهام بخش نقاش ایتالیایی Giotto در نقاشی تابلوی ستاره بتلهم در ستایش مجوس بوده است. مشهورترین ظاهر شدن ستاره دنباله دار هالی کمی قبل از حمله ویلیام به انگلیس در سال 1066 رخ داد. گفته می شود ویلیام معتقد بود که ستاره دنباله دار خبر موفقیت او را می‌دهد. در هر صورت به احترام ویلیام این ستاره دنباله دار بر روی «تابلوی بایو» (Bayeux Tapestry) که شرح حمله او به انگلیس است نمایش داده شده است.

با این حال معمول بود که ستاره شناسان در زمان قدیم هر ظهور ستاره دنباله دار هالی را یک اتفاق منفرد می‌دانستند و ظهور آن‌ها در آسمان اغلب به عنوان علامت فاجعه یا تغییر بزرگ پیش‌بینی می‌شد.

حتی هنگامی که شکسپیر نمایشنامه خود ژولیو سزار را در حدود سال 1600 نوشت، درست 105 سال قبل از اینکه ادموند هالی محاسبه کند که ستاره دنباله دار بارها و بارها در آسمان دیده می‌شود یک جمله معروف از دنباله دارها در این نمایش‌نامه دارد که می‌گوید وقتی گدایان می‌میرند هیچ ستاره دنباله داری در آسمان دیده نمی‌شود اما در زمان مرگ شاهزادگان آسمان‌ها خودشان را درخشان و شعله‌ور می‌کنند.

دنباله دارهای معروف چه نام دارند؟

چندین دنباله دار مشهور وجود دارد که بعضی از آنها توسط انسان‌های باستان شناخته شده و برخی اخیراً کشف شده‌اند؛ دنباله دار هالی، دنباله دار هیل-بوپ و دنباله دار شومیکر-لوی 9 از مشهورترین ستارگان دنباله دار هستند. در ادامه شناخته شده‌ترین ستاره‌های دنباله دار را معرفی می‌کنیم.

فیلم آموزش مقدماتی نجوم – نجوم باستان تا کیهان شناسی در فرادرس

کلیک کنید

ستاره دنباله دار هالی

این ستاره در سال 1705 توسط ادموند هالی کشف شد. او هنگام مطالعه مدار چندین دنباله دار شناخته شده دریافت که دنباله دار مشاهده شده در سال‌های 1531، 1607 و 1682 یکی است. در نتیجه کشف هالی این دنباله دار به نام او نامگذاری شد. دنباله دار هالی هر 75 تا 76 سال یکبار قابل مشاهده است.

ستاره دنباله دار هیل-بوپ

ستاره دنباله دار «هیل-بوپ» (Hale-Bopp) به این دلیل مشهور است که یک فرقه کالیفرنیایی بسیار مشهور آن را یک فضاپیما می‌پنداشتند.

دنباله دار هیل-بوپ آخرین بار در سال 1997 مشاهده شد و تقریباً برای 2300 سال دیگر قابل مشاهده نخواهد بود. این دنباله دار به نام کاشفان مشترک آن یعنی «آلن هیل و توماس بوپ» (Alan Hale and Thomas Bopp) نامگذاری شده است.

ستاره دنباله دار شومیکر-لوی 9

دنباله دار «شومیکر-لوی 9» (Shoemaker-Levy 9) که به عنوان SL9 نیز شناخته می‌شود رشته‌ای از ستارگان دنباله دار بود که توسط جاذبه مشتری شکار شد و متعاقباً چرخش حول این سیاره را آغاز کرد. مدار SL9 که حول سیاره مشتری در نظر گرفته شده بود بسیار نامنظم بود و در نتیجه این بی‌نظمی در چرخش SL9 در تاریخ 16 ژوئیه 1994 به مشتری برخورد کرد و یک نمایش درخشان در آسمان پدید آورد. شومیکر-لوی 9 به نام کاشفان آن یعنی «ژن شومیکر» (Gene Shoemaker)، «کارلین شومیکر» (Carolyon Shoemaker) و «دیوید لوی» (David Levy) نامگذاری شد.

حقایقی درباره ستاره‌ دنباله دار

• گاهی اوقات از ستاره‌های دنباله دار به عنوان گلوله‌های برفی کثیف یا گلوله‌های برفی کیهانی یاد می‌شود. دلیل آن این است که آن‌ها بیشتر از یخ، سنگ، گاز و گرد و غبار تشکیل شده‌اند.
• ستاره‌های دنباله دار درست مانند سیارات در مسیرهای بیضوی به دور خورشید می‌چرخند. مسیر یک دنباله دار بیضوی‌تر از مسیر هر سیاره‌ای است.
• یک دنباله دار دارای چهار جز اصلی است: هسته، کما، دم گرد و غبار و یون.
• جرم اصلی یک دنباله دار در هسته آن است.
• ستاره‌های دنباله دار وقتی به خورشید نزدیک می‌شوند هاله دارند. آنچه اتفاق می‌افتد این است که تابش خورشید یخ و گاز موجود در ستاره دنباله دار را در اطراف خود بخار می‌کند. این هاله به عنوان کمای دنباله دار شناخته می‌شود.
• دنباله یونی ستاره دنباله دار نتیجه بادهای خورشیدی است که ذرات گاز را مستقیماً از خورشید دور می‌کند.
• دنباله گرد و غبار ستاره دنباله دار مجموعه‌ای از غبار و مواد سنگی است که هنگام حرکت در امتداد مسیر در مدار خود باقی می‌ماند.
• اعتقاد بر این است که ستاره دنباله دار از یکی از دو منطقه ابر اورت (Oort Cloud) یا کمربند کوئیپر که فراتر از مدار نپتون و سیاره کوتوله پلوتو پیدا شده است نشات گرفته باشد.
• ابر Oort منطقه‌ای خارج از منظومه شمسی است که 50,000-150,000 برابر فاصله خورشید تا زمین است و گمان می‌رود حاوی ستاره‌های دنباله دار خاموش است. بعضی از دنباله دارهایی که از این ناحیه سرچشمه می‌گیرند مدارهایی با طول میلیون‌ها سال دارند.
• کمربند کویپر حلقه‌ای از دنباله دارهای خفته است که درست فراتر از مدار نپتون قرار دارند. دنباله دارهایی که از این ناحیه سرچشمه می‌گیرند مدارهایی دارند که چرخش حول آن‌ها صدها سال یا کمتر طول می‌کشد.
• مشهورترین دنباله دار ستاره دنباله دار هالی است. این دنباله دار حداقل 240 سال قبل از میلاد مسیح مشاهده شده است. مدار آن باعث می‌شود که هر 76 سال یکبار از زمین قابل مشاهده باشد. این ستاره به نام ستاره شناس انگلیسی ادموند هالی نامگذاری شده است.
• از ستارگان دنباله دار دیگر می‌توان به دنباله دار هیل-بوپ که در سال 1995 و دنباله دار Hyakutake که در سال 1996 کشف شدند اشاره کرد.
• در حال حاضر بیش از 3000 دنباله دار شناخته شده است. دانشمندان معتقدند که تا یک میلیارد دنباله دار در منظومه شمسی وجود دارد که هنوز کشف نشده‌اند.
• ستاره دنباله داری عالی و خوب است که به اندازه کافی روشن بوده تا از زمین بدون نیاز به تلسکوپ قابل مشاهده باشد. تقریباً هر ده سال یک بار یک ستاره دنباله دار عالی از زمین قابل مشاهده است.

نتیجه‌گیری

در این مطلب در مورد ستاره دنباله دار صحبت کردیم. همان طور که گفته شد ستاره دنباله دار مواد باقیمانده تشکیل‌دهنده منظومه شمسی است که حول خورشید می‌چرخد. در این مطلب در مورد کشف دنباله دارها و نامگذاری آن‌ها نیز صحبت کردیم و مشهورترین ستاره دنباله دار یعنی دنباله دار هالی را با جزئیات بیشتر مورد بررسی قرار دادیم. همچنین سه ستاره دنباله دار مشهور را معرفی کردیم و حقایقی را در مورد ستارگان دنباله دار بیان کردیم.