دنباله دار
دنباله‌دار یک گلولهٔ برفی کیهانی است که از گازهای منجمد، سنگ و گرد و غبار ساخته‌شده و تقریباً به اندازهٔ یک شهر کوچک است.[۱] ساختار دنباله‌دار شامل سه بخش هسته، گیسو و دم است. هسته بخش مرکزی آن است و از گرد و غبار و گاز و یخ ساخته شده‌است. وقتی که دنباله‌دار نزدیک خورشید می‌شود، یخ‌های موجود در هستهٔ آن تبخیر می‌شود و تبدیل به ابر بزرگی پیرامون دنباله‌دار می‌شود که گیسو نام دارد. نیروی مغناطیسی بسیار قوی است و طناب‌ها، گره‌ها و نوارهایی تولید می‌کند که دم یونی را از دم گرد و غباری جدا می‌کند.
سرچشمه و منشأ دنباله‌دارها، ابر اورت یا کمربند کویپر است. دنباله‌دارها، غیر دوره‌ای و دوره‌ای هستند که غیر دوره‌ای‌ها گرانش محدود به خورشید ندارند و مدار آن‌ها به شکل سهمی است. دنباله‌دارهای دوره‌ای نیز شامل دنباله‌دارهای بلند مدت (بسیار بیشتر از ۲۰۰ سال) و کوتاه مدت (۲۰ تا ۲۰۰ سال) است. در نام‌گذاری دنباله‌دارها، از نام کاشفان آن‌ها –یک شخص یا فضاپیما– استفاده می‌شود. اتحادیهٔ بین‌المللی اخترشناسی رهنمودی برای نام‌گذاری دنباله‌دارها مشخص کرده‌است.
دنباله‌دارها تفاوت‌هایی با دیگر اجرام منظومهٔ خورشیدی از جمله سیارک‌ها، شهاب‌وارها، شهاب‌ها و شهاب‌سنگ‌ها دارند که مهم‌ترین آن‌ها چیزی است که آن‌ها از آن ساخته شده‌اند. برای نمونه، سیارک‌ها از فلزات و مواد سنگی و دنباله‌دارها از یخ، گرد و غبار و مواد سنگی ساخته شده‌اند. دنباله‌دارها انواع قابل‌توجهی مانند دنباله‌دار بزرگ و مسیر خورشیدی دارند. دنباله‌دارهای بزرگ آن‌قدر بزرگ نیستند که با چشم غیرمسلح دیده شوند؛ با این حال وقتی به خورشید نزدیک می‌شوند، سطوح یخی آن‌ها تبخیر می‌شود و مقدار زیادی از گاز و گرد و غبار آن‌ها فرار می‌کند و جو و دم‌های بسیار بزرگی شکل می‌گیرد که دیدنی و قابل‌توجه است. این دنباله‌دارها، دنباله‌دارهای بزرگ نامیده می‌شوند. دنباله‌دار مسیر خورشیدی نیز طبقهٔ ویژه‌ای از دنباله‌دارهاست که به هنگام حضیض خود، فاصلهٔ بسیار (حدود ۸۵۰٬۰۰۰ مایل) از خورشید دارند.
در دوران باستان، دنباله‌دارها به عنوان پیامبران خدا در نظر گرفته می‌شدند. در فرهنگ‌های مختلف، آن‌ها عناوینی هم‌چون «پیشروی حکم مجازات» و «تهدید گیتی» به خود گرفته‌اند. برخی مانند کالین هامفریس، ستارهٔ بیت‌اللحم را یک دنباله‌دار می‌دانند که در انجیل متی ذکرشده و راهنمای سه مغ به زادگاه عیسی مسیح است.
در زمان‌های گذشته، دنباله‌دارها به عنوان پیشگویان فاجعه‌ها و پیامبران خدا در نظر گرفته می‌شدند.[۲] در سال ۱۰۸۰–۱۰۷۰ میلادی، دنباله‌دار هالی در فرشینه بایو (که تاریخچهٔ نبرد هیستینگز را به تصویر می‌کشد) به تصویر کشیده‌شد. در سال ۱۴۵۰–۱۴۴۹، ستاره‌شناسان نخستین تلاش‌ها برای ثبت مسیر دنباله‌دارها در آسمان شب را انجام‌دادند. در سال ۱۷۰۵، ادموند هالی تشخیص داد که دنباله‌دارهایی که در سال ۱۵۳۱، ۱۶۰۷ و ۱۶۸۲ دیده شده‌است، در واقع یک دنباله‌دار است و پیش‌بینی کرد که دوباره در سال ۱۷۵۸ دیده خواهد شد. از آن پس این دنباله‌دار، دنباله‌دار هالی نام گرفت. در سال ۱۹۹۴، در نخستین مشاهدهٔ برخورد سیاره و دنباله‌دار، دانشمندان از تماشای برخورد دنبالهٔ دار شومیکر-لوی ۹ با جو مشتری شگفت‌زده شدند. در سال ۲۰۰۴، فضاپیمای استارداست نمونه‌های گرد و غبار از دنباله‌دار ویلد ۲ جمع‌آوری کرد. در سال ۲۰۰۵، فضاپیمای برخورد ژرف با دنباله‌دار تمپل ۱ برخورد کرد تا درون هستهٔ آن را آشکار کند.[۳]
سرچشمه و منشأ
تئوری ریاضی نشان می‌دهد که ممکن‌است که بسیاری از دنباله‌دارها از مناطق بسیار دور (حدود ۱۰۰٬۰۰۰ واحد نجومی) در منظومهٔ خورشیدی سرچشمه بگیرند. هر یک واحد نجومی به اندازهٔ فاصلهٔ میان زمین و خورشید و حدود ۱۰۰٬۰۰۰٬۰۰۰ مایل است. فاصلهٔ سیارهٔ بهرام از خورشید ۱/۵، سیارهٔ برجیس از خورشید ۵ و پلوتو از خورشید ۳۹ واحد نجومی است؛ بنابراین، دنباله‌دارها از مناطق بسیار دور سرچشمه می‌گیرند. دنباله‌دارها از تمام جهات به سوی منظومهٔ خورشیدی می‌آیند؛ بنابراین جایی که آن‌ها از آن سرچشمه می‌گیرند، باید منطقه‌ای غول‌پیکر در پیرامون منظومهٔ خورشیدی باشند. اما برخی از آن‌ها از منطقه‌ای نزدیک‌تر به نام کمربند کویپر سرچشمه می‌گیرند.[۴]
در سال ۱۹۴۳، ستاره‌شناسی به نام کنت اجورس گفت که مخزنی برای دنباله‌دارها و اجسام بزرگ‌تر، فراتر از سیارات وجود دارد. در سال ۱۹۵۰، ستاره‌شناسی هلندی به نام یان اورت گفت که دنباله‌دارها از جایی بسیار دور در پیرامون منظومهٔ خورشیدی می‌آیند. او نام این منطقه را ابر اورت گذاشت که اشیاء انبوهی در این ابر غول‌پیکر وجود دارند. ابر اورت فضایی به اندازهٔ ۱۰۰٬۰۰۰–۵٬۰۰۰ واحد نجومی را اشغال می‌کند و در منطقه‌ای از فضا قرار دارد که تأثیر گرانش خورشید بر آن ضعیف‌تر از تأثیر گرانش ستاره‌های مجاور بر آن است. ابر اورت احتمالاً دارای ۱۰۰ میلیارد تا ۲ تریلیون جسم یخی در مدار خورشیدی است.[۳]
در سال ۱۹۵۱، ستاره‌شناسی به نام جرارد کویپر نظریه‌ای ارائه داد که یک کمربند دیسک مانند در حوزهٔ پلوتو وجود دارد که در آن اجرام یخی فرانپتونی و اجتماعی از دنباله‌دارها وجود دارد. گاهی اوقات این اجرام یخی توسط گرانش به مداری پیرامون خورشید هل داده می‌شوند و تبدیل به دنباله‌دارهای با تناوب مداری کوتاه می‌شوند.[۵]
اگرچه شمار کمی از دنباله‌دارها از کمربند کویپر می‌آیند، اما بسیاری از آن‌ها از ابر اورت سرچشمه می‌گیرند. وقتی که ستارگان در حال گذر در فضا هستند، به برخی از اشیاء ابر اورت که خارج از مدارهای خود هستند، برخورد می‌کنند و دنباله‌دارها ساخته می‌شوند. بیشتر دنباله‌دارهای با تناوب مداری کوتاه از کمربند کویپر و با تناوب مداری بلند از ابر اورت سرچشمه می‌گیرند؛ هر چند که چند مورد استثنا برای این قاعده وجود دارد. برای نمونه، دنباله‌دار هالی تناوب مداری کوتاهی دارد و از ابر اورت سرچشمه گرفته‌است.[۶]
بررسی اجمالی
ویژگی‌ها
دنباله‌دارها، غیر دوره‌ای و دوره‌ای هستند. دنباله‌دارهای غیر دوره‌ای که از ابر اورت می‌آیند، گرانش محدود به خورشید ندارند و مدار آن‌ها به شکل سهمی است و تنها یک بار خورشید را می‌بینند و هرگز دوباره باز نمی‌گردند.[۷] دنباله‌دارهای دوره‌ای نیز شامل دنباله‌دارهای بلند مدت (بسیار بیشتر از ۲۰۰ سال) و کوتاه مدت است که به ترتیب از ابر اورت و کمربند کویپر سرچشمه می‌گیرند.[۸]
ویژگی‌ها و رفتار دنباله‌دارهایی که از ابر اورت می‌آیند با دنباله‌دارهایی که از کمربند کویپر می‌آیند، متفاوت است. به طور کلی، دو تفاوت میان این دنباله‌دارها وجود دارد: نخست این که ویژگی‌های دینامیکی آن‌ها متفاوت است. دوم این که دنباله‌دارهایی که از ابر اورت سرچشمه می‌گیرند، دارای دوره‌های بلند و دنباله‌دارهایی که از کمربند کویپر سرچشمه می‌گیرند، دارای دوره‌های کوتاه (۲۰ تا ۲۰۰ سال) هستند و ویژگی‌های مداری آن‌ها نیز متفاوت است. دو خانوادهٔ بزرگ از دنباله‌دارهای کوتاه مدت وجود دارد: نخست خانوادهٔ برجیس با دورهٔ کمتر از ۲۰ سال و دوم خانوادهٔ هالی با دورهٔ ۲۰ تا ۲۰۰ سال.[۸]
تفاوت‌های دینامیکی این دو گروه ناشی از تأثیر اجسام دیگر است. اجسام ابر اورت توسط رویدادهایی که فراتر از منظومهٔ خورشیدی رخ می‌دهد، آشفته می‌شوند. اما دنباله‌دارهای کمربند کویپر به طور مستقیم توسط هیچ ستاره‌ای به جز خورشید نمی‌توانند آشفته شوند. اگر خورشید از کنار ستارهٔ دیگری (یا یک ابر بزرگ مولکولی) بگذرد، دنباله‌دارها در مداری بیضی‌شکل و به سمت منظومهٔ خورشیدی به گردش در می‌آیند. اما سیارهٔ نپتون که بسیار نزدیک به کمربند کویپر است، نقش مهمی در ثبات مدار اجسام کمربند یا برعکس هل دادن اجسام به دورتر از مدار پیشین خود دارند.[۸]
ترکیبات شیمیایی دنباله‌دارهای بلند مدت و کوتاه مدت مشابه است، اگرچه ترکیبات سازندهٔ دنباله‌دارهای بلند مدت تمایل بیشتری به فرار دارند. دلیل این تفاوت می‌تواند سرچشمه گیری از ابر اورت یا کمربند کویپر باشد. در واقع در طول شکل‌گیری منظومهٔ خورشیدی، اجسام کوچک در بخش‌های درونی دیسک و در نزدیکی سیارات غول‌پیکر ساخته‌شدند. سپس این اجسام توسط نیروهای گرانشی از منظومهٔ خورشیدی خارج شدند و آن اجسامی که به طور کامل فرار کردند، ابر اورت را تشکیل دادند. آن دسته از اجسامی که نتوانستند فرار کنند و هیچ تعامل گرانشی با سیارات نداشتند، به عنوان اجسام کمربند کویپر باقی‌ماندند.[۸]
نام‌گذاری
نام‌گذاری دنباله‌دارها پیچیده است و نام آن‌ها از روی کاشفشان –یک شخص یا فضاپیما– برگرفته می‌شود. برای نمونه، دنباله‌دار شومیکر-لوی ۹ نهمین دنباله‌داری بود که توسط یوجین مرل و کارولین شومیکر و دیوید لوی کشف شده‌است. این رهنمود توسط اتحادیهٔ بین‌المللی اخترشناسی تنها در سدهٔ گذشته ایجاد شده‌است. از آن‌جا که فضاپیماها در نقطه بینی دنباله‌دارها بسیار مؤثر است، دنباله‌دارها در نام‌های خود نام فضاپیماهایی هم‌چون سوهو و وایز را دارند.[۳]
اتحادیهٔ بین‌المللی اخترشناسی روشی را برای نام‌گذاری دنباله‌دارها برگزیده‌است. این نام‌گذاری چهار مرحله دارد:
۱. ابتدا باید یکی از پیشوندهای زیر را برای اشاره به نوع دنباله‌دارها مشخص کرد. این پیشوندها عبارتند از:
- پیشوند پی (P): پیشوند دنباله‌دارهای دوره‌ای است.
- پیشوند سی (C): پیشوند دنباله‌دارهای غیر دوره‌ای است.
- پیشوند اکس (X): پیشوند دنباله‌دارهایی است که نمی‌توان مدار معنی‌داری برای آن محاسبه کرد.
- پیشوند دی (D): پیشوند دنباله‌دارهایی است که دیگر وجود ندارند یا پنداشته می‌شود که ناپیداست.
۲. سپس سال کشف دنباله‌دار را می‌نویسند.
۳. در این مرحله، حرف بزرگ A یا B را برای فهمیدن این که دنباله‌دار در نیمهٔ نخست ماه کشف شده‌است یا نیمهٔ دوم ماه، می‌نویسند. حرف بزرگ A را برای اشاره به نیمهٔ نخست ماه و حرف بزرگ B را برای اشاره به نیمهٔ دوم ماه می‌نویسند.
۴. در این مرحله، عددی می‌نویسند که نشان‌دهندهٔ چندمین جسمی است که در آن سال و آن نیمهٔ ماه کشف شده‌است.
برای نمونه، P/۲۰۱۳ B۳ سومین دنباله‌دار کشف‌شده در نیمهٔ دوم ژانویهٔ ۲۰۱۳ است. وقتی که یک دنباله‌دار برای دومین بار آشکار و مشاهده می‌شود، مرکز ریزسیارهٔ اتحادیهٔ بین‌المللی اخترشناسی (MPC) یک شمارهٔ دائمی برای کشف آن می‌دهد. در این حالت، ابتدای نام دنباله‌دار، نام دو کاشف آن (نام خانوادگی فرد یا یک واژه یا مخفف گروه اخترشناسی) را می‌نویسند. نام‌ها به ترتیب زمانی پدیدار می‌شوند و نام کاشفان و ترتیب زمانی با یک ممیز از یک‌دیگر جدا می‌شوند. اما در برخی موارد نادر، نام دنباله‌دار می‌تواند شامل نام سه کاشف یا عمومی باشد. نمونه‌هایی از نام‌های کامل این دنباله‌دارها عبارتند از: ۱۱۹پی/پارکر–هارتلی و سی۱۹۹۵/اُ۱ (دنباله‌دار هیل–باپ).[۹]
