دنباله‌دار چیست و از چه موادی تشکیل شده است؟
دنباله‌دار چیست و دنباله‌دارها از چه موادی تشکیل شده‌اند؟
دنباله‌دار چیست: دنباله‌دار (Comet) جرمی آسمانی و نسبتا کوچک در منظومه شمسی است که عمدتا از گازها و ترکیبات منجمد و مقداری غبار و سنگ تشکیل شده است. قطر اکثر دنباله‌دارها چند کیلومتر تا ده‌ها کیلومتر است. بیشتر دنباله‌دارها گوی‌های منجمدی خارج از منظومه شمسی هستند که به چشم دیده نمی‌شوند، اما گاهی معدودی از آن‌ها وارد محدوده منظومه شمسی می‌شوند. دنباله‌دارها وقتی از خورشید دور هستند کاملا منجمدند. دنباله‌دارهای بخش بیرونی منظومه شمسی معمولا دور خورشید می‌چرخند و عمدتاً در نواحی ابر اورت و کمربند کویپر هستند. بدنه اصلی دنباله‌دار را هسته (nucleus) می‌نامند که می‌تواند حاوی آب، متان، نیتروژن و دیگر گونه‌های یخ باشد. مدار چرخش دنباله‌دارها به‌دور خورشید معمولا بیضی بسیار کشیده‌ای است (تصویر ۲). لذا دنباله‌دارها طی گردش به‌دور خورشید گاهی به‌آن نزدیک و گاهی بسیار از آن دور می‌شوند و حتی از مدار نپتون نیز فراتر می‌روند.
وقتی دنباله‌دار به خورشید نزدیک می‌شود، یخ آن ذوب می‌شود. ترکیب بلورهای یخ و غبار در مواجهه با بادهای خورشیدی از بدنه اصلی دنباله‌دار (هسته) جدا می‌شود و نتیجتا یک جفت طیف درخشان شبیه دم ایجاد می‌شود. به همین سبب آن را دنباله‌دار می‌نامند. علت دیگر تشکیل دم پلاسمایی در دنباله‌دارها، به حرکت درآمدن مولکول‌های گاز در مواجهه با بادهای خورشیدی است. دم پلاسمایی دنباله‌دار معمولا با چشم غیرمسلح دیده نمی‌شود اما در تصاویر ثبت می‌شود. در ادامه با جزییات بیشتری توضیح می‌دهیم که اجزای دنباله‌دار چیست و مدار گردش آن‌ها چگونه است.
از نظر علمی، دنباله‌دار (Comet) با شهاب (Meteor) تفاوت دارد. همچنین، «ستاره دنباله‌دار» عبارت درستی نیست، زیرا از نظر علمی، دنباله‌دارها ستاره نیستند. نام درست این اجرام آسمانی، فقط دنباله‌دار است.
مطلب مرتبط: تفاوت دنباله‌دار و شهاب چیست؟ بررسی موقعیت، ترکیبات و ویژگی‌ها
اجزای دنباله‌دار چیست
دنباله‌دار سه جزء مهم دارد:
- هسته (nucleus)
- دنباله یا گیسو (coma)
- دم (tail)
بدنه اصلی یا هسته دنباله‌دار می‌تواند حاوی آب، متان، نیتروژن و دیگر مواد منجمد باشد. گیسو، اتمسفر بزرگ و غبارآلودی است که هسته دنباله‌دار را احاطه کرده است. گیسو از گازهای تصعید شده و غبار تشکیل می‌شود و هسته را احاطه می‌کند. دم دنباله‌دار نیز رد بلندی از گاز و غبار است که گاهی تا میلیون‌ها کیلومتر در آسمان کشیده می‌شود. اکثر دنباله‌دارها دو دم دارند: یکی دم پلاسمایی متشکل از گازهای یونیزه شده و دیگری دم غباری متشکل از ذرات ریز جامد.
تصعید (sublimation) و گیسوی دنباله‌دار (coma)
وقتی گیسو (coma) به سمت خورشید متمایل می‌شود، دمای سطح آن افزایش می‌یابد و بخش یخی آن مستقیما از حالت جامد به حالت گاز درمی‌آید که این فرآیند را تصعید (sublimation) می‌گویند. وقتی دنباله‌دار به فاصله حدودا ۵ واحد نجومی از خورشید می‌رسد، در اثر تصعید، اتمسفر چشم‌گیری حول هسته دنباله‌دار پدید می‌آید اما چون نیروی جاذبه دنباله‌دار ضعیف است، اتمسفر پدیدآمده، به‌آسانی از جاذبه دنباله‌دار می‌گریزد. با گریختن اتمسفر دنباله‌دار از جاذبه آن، گیسو پدید می‌آید که ذرات غبار ترکیب شده با یخ در حال تصعید را به‌دنبال خود در آسمان می‌کشد. هرچه دنباله‌دار به خورشید نزدیک‌تر شود، یخ بیشتری به گاز تبدیل می‌شود.
دم دنباله‌دار (tail)
دم دنباله‌دار، رد بلندی از گاز و غبار است که در آسمان کشیده می‌شود. دنباله‌دار در هر جهتی که حرکت کند، دم آن همواره به خلاف جهت خورشید تمایل می‌یابد، زیرا وزش بادهای خورشیدی سبب می‌شود تا دم دنباله‌دار نیز همراستا با این بادها کج شود (مثل وقتی که شعله شمع در اثر وزش باد کج می‌شود). دنباله‌دارها دو دم دارند زیرا گاز و غبار گریزان از جاذبه آن، تحت تاثیر نسبی خورشید، به جهات نسبتا متفاوتی متمایل می‌شوند و اندکی از هم فاصله می‌گیرند.
گازهای گریزان از جاذبه دنباله‌دار در اثر فوتون‌های فرابنفش خورشید، یونیزه می‌شوند و به پلاسما تبدیل می‌شوند. بادهای خورشیدی دم پلاسمایی را از خورشید دور می‌کنند. اما غبارهای ریزی که از جاذبه دنباله‌دار می‌گریزند، با شدت بسیار کمتری از سوی خورشید پس زده می‌شوند که علتش تابش آفتاب است (پدیده فشار پرتوتابی) و نه ذرات باردار شده در اثر بادهای خورشیدی. دم غباری دنباله‌دار نیز معمولا به خلاف جهت خورشید اشاره دارد، اما انتهای آن اندکی به جهتی که دنباله‌دار از آن‌جا می‌آید خمیده است (تصویر ۱).
تصویر ۱. دم دنباله‌دار همواره همراستا با وزش بادهای خورشیدی، در خلاف جهت خورشید کج می‌شود.
مدار گردش دنباله‌دارها دور خورشید
مدار گردش دنباله‌دارها دور خورشید، اغلب بیضی بسیار بلند و کشیده‌ای است. لذا گردش برخی از آن‌ها دور خورشید صدها و حتی هزاران سال طول می‌کشد. در کل مدار چرخش دنباله‌دارها چهار نوع است:
- مدار کوتاه (Short-period): مدار گردش این نوع دنباله‌دارها بیضی نسبتا کوتاه‌تری است. دنباله‌دارهای مدار کوتاه در ناحیه کمربند کویپر تشکیل شده‌اند که فراتر از مدار نپتون یعنی خارج از منطقه سیاره‌ای منظومه شمسی است. دوره گردش دنباله‌دارهای مدار کوتاه حول خورشید کمتر از ۲۰۰ سال است و صفحه مداری‌شان نیز کم‌وبیش با صفحه مداری خورشید و سیارات منظومه شمسی یکسان است.
- مدار بلند (Long-period): مدار گردش این دنباله‌دارها نیز بیضی است، اما آن‌ها در ناحیه ابر اورت پدید آمده‌اند که حتی از کمربند کویپر نیز دورتر است. به‌همین سبب مدارشان بیضی کشیده‌تری است و برای دور زدن خورشید مسافت بیشتری را می‌پیمایند. دور تناوب دنباله‌دارهای مدار بلند بیش از ۲۰۰ سال است. احتمالا نیروی گرانش ستاره‌های در حال گذر، این دنباله‌دارها را به‌سمت خورشید می‌راند.
- مدار سهمی (Parabolic): دنباله‌دارهای مدار سهمی تنها یک‌بار وارد محدوده منظومه شمسی می‌شوند. برخی از آن‌ها تا نزدیک خورشید پیش می‌آیند و چون سرعت بالایی دارند، از نیروی جاذبه خورشید می‌گریزند و از منظومه شمسی بیرون می‌روند. بعضی از آن‌ها نیز با خورشید برخورد می‌کنند و برخی دیگر در اثر جاذبه خورشید به گردش‌های تناوبی اما متغیر دچار می‌شوند.
- مدار هذلولی (Hyperbolic): دنباله‌دارهای مدار هذلولی نیز فقط یک‌بار وارد منظومه شمسی می‌شوند اما نهایتا از کنار خورشید می‌گذرند و دوباره به عمق فضا بازمی‌گردند؛ چنان‌که گویی نیروی گرانش خورشید این دنباله‌دارها را همچون تیرهایی به بیرون منظومه شمسی پرتاب می‌کند. اما سرعت این دنباله‌دارها کمتر است و به‌همین علت، گاهی نیروی گرانش ستاره‌هایی که سرراه‌شان هستند، بر آن‌ها اثر می‌گذارد.
تصویر ۲. مدار گردش دنباله‌دارها دور خورشید: مدار بیضی کوتاه، مدار بیضی بلند، مدار سهمی و مدار هذلولی (تصویرسازی: emadelm.ir)
منشا و نحوه پیدایش دنباله‌دارها
بسیاری از دنباله‌دارها پس از آفرینش منظومه شمسی در ناحیه‌هایی که امروزه آن‌ها را کمربند کویپر و ابر اورت می‌نامیم پدید آمده‌اند. در آن‌جا غبارهای سرگردان به‌جای‌مانده از برخورد و انفجار اجرام آسمانی، در اثر نیروی جاذبه به‌هم پیوستند و چون از خورشید دور بودند، منجمد شدند.
دنباله‌دارهای کمربند کویپر
- حدود یک میلیارد دنباله‌دار قطری بیش از ۱۰ کیلومتر دارند.
- حدود ۱۰۰,۰۰۰ دنباله‌دار قطری بیش از ۱۰۰ کیلومتر دارند.
- دنباله‌دارهای ناحیه کمربند کویپر، هم‌سو با سیارات منظومه شمسی به دور خورشید می‌چرخند.
دنباله‌دارهای ابر اورت
- ابر اورت حدود یک تریلیون دنباله‌دار دارد.
- هر دنباله‌دار معمولا بیش از یک میلیارد کیلومتر از دنباله‌دار مجاور خود فاصله دارد.
- دنباله‌دارهای ابر اورت به دور خورشید نمی‌چرخند. مدار گردش آن‌ها ممکن است در جهات مختلفی باشد.
- مدار گردش دنباله‌دارهای ابر اورت ممکن است تا ۵۰,۰۰۰ واحد نجومی نیز گسترده باشد (فاصله زمین تا خورشید را یک واحد نجومی می‌نامند).
دنباله‌دارها از مواد معدنی اولیه در منظومه شمسی تشکیل شده‌اند. ترکیبات دنباله‌دارها طی ۴ میلیارد سال گذشته تغییرات بسیار اندکی داشته است. شناخت بهتر ترکیبات دنباله‌دارها به دانشمندان درباره منشا منظومه شمسی سرنخ‌هایی ارائه می‌دهد.
تصویر ۳. عکس دنباله‌دار ISON
اطلاعات بیشتر درباره دنباله‌دارها
- بدنه اصلی دنباله‌دار (هسته) از یخ است. قطر بعضی از آن‌ها تنها چند متر و قطر برخی دیگر چند کیلومتر است.
- نزدیک‌ترین نقطه در مدار چرخش دنباله‌دار به دور خورشید را پریهلیون (perihelion) و دورترین نقطه آن را آفلیون (aphelion) می‌نامند.
- هرچه دنباله‌دار به خورشید نزدیک‌تر شود، بخشی از جرم خود را در اثر ذوب شدن از دست می‌دهد. دنباله‌دارها پس از بارها چرخش دور خورشید از هم می‌پاشند. همچنین اگر در مدارشان بیش از حد به خورشید یا سیاره دیگری نزدیک شوند، از هم می‌پاشند.
- دنباله‌دارها دو گونه دم دارند: یکی دم غباری (که با چشم مسلح دیده می‌شود) و دیگری دم پلاسمایی که می‌توان با دوربینهای ویژه از آن عکس گرفت اما دیدن آن با چشم غیرمسلح مشکل است.
- دنباله‌دارها معمولا بیضی‌شکل هستند.
- بسیاری از دنباله‌دارها در ناحیه ابر اورت و کمربند کویپر که از خارجی‌ترین نواحی منظومه شمسی هستند تشکیل می‌شوند.
برخی از دنباله‌دارهای معروف
- دنبال‌دار شومیکر-لوی ۹ (یا D/1993 F2) پس از آن‌که از نزدیک سیاره مشتری عبور کرد و از هم پاشید شناسایی شد. (حرف D در عبارت D/1993 F2 یعنی دنباله‌دار، ناپدید شده یا از بین رفته است.) تکه‌های این دنباله‌دار بیش از یک سال بعد با سطح مشتری برخورد کرد.
- هالی (Halley یا ۱P/Haley) دنباله‌دار معروف دیگری است که هر ۷۶ سال یک‌بار به بخش درونی منظومه شمسی بازمی‌گردد. از دیگر دنباله‌دارهای معروفی که متناوباً مشاهده می‌شوند، یکی ۲P/Encke است که هر ۳.۳ سال یک‌بار ظاهر می‌شود و دیگری ۹P/Tempel یا Tempel 2 است که هر ۵.۵ سال یک‌بار نزدیک خورشید می‌شود و کاوشگرهای فضایی Deep Impact و Stardust آن را رصد کردند.
کلیدواژه: دنباله‌دار چیست
عنوان: دنباله‌دار چیست و از چه موادی تشکیل شده است؟
