یک ستاره‌ دنباله دار باقیمانده ای منجمد، حاصل از تشکیل منظومه شمسی، متشکل از گرد و غبار، سنگ و یخ است. عرض این اجرام آسمانی از چند کیلومتر 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 حقیقت می توان گفت اطلاق واژه ستاره به دنباله دارها نادرست است، چرا که ستاره ها ابعادی از مرتبه یک میلیون کیلومتر دارند در حالیکه دنباله دارها بسیار کوچکتر بوده و قابل مقایسه با ستاره ها نیستند. در این مقاله قصد داریم تا یک دنباله دار را با جزئیات بیشتر مورد بررسی قرار دهیم.

دنباله دار چیست؟

در گذشته‌های دور مردم دنباله دارها 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.

در حال حاضر می‌دانیم که  دنباله دارها باقی مانده‌ای از شروع منظومه شمسی در حدود4.6 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 اجرام به عنوان گلوله‌های برفی کثیف نیز یاد می‌شود. این اجرام شامل سرنخ‌های مهمی در مورد شکل‌گیری منظومه شمسی هستند. همچنین ممکن است  دنباله دارها 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 دنباله دار شناخته شده است.

تصویر 1: تا کنون ناسا بیش از 3709 ستاره دنباله دار را معرفی کرده است.

دنباله دارها از کجا می‌آیند؟

نظریه پرداز و ستاره‌شناس معروف «جرارد کویپر» (Gerard Kuiper) در سال 1951 بیان کرد که کمربندی یخی و دیسک مانند آن سوی سیاره نپتون وجود دارد که جمعیت ستاره‌های دنباله دار تاریک به دور خورشید 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 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 گیسو، گرم می‌شود. (گیسو یک ابر کروی 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. گیسو به طور کلی از یخ و گرد و غبار موجود در هسته ی دنباله دار ساخته شده است). گرمای خورشید باعث تغییر یخ‌های دنباله دار به گازها شده و در نتیجه گیسو بزرگتر شود. گیسو 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 گیسو 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.

تصویر2 . جزئیات یک دنباله دار

بیشتر دنباله دارها مسافتی ایمن از خورشید را حفظ می‌کنند. 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  دنباله دارها چگونه صورت گرفت؟

دانشمندان مدت‌ها است که قصد دارند تا دنباله دارها 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.

این ماموریت ناسا با موفقیت انجام شد و این فضاپیما توانست در ژانویه سال 2004 در فاصله 236 کیلومتری (147 مایل) از هسته دنباله دار Wild 2 پرواز کرده و ذرات دنباله دار و گرد و غبار بین ستاره‌ای را جمع‌آوری کند، 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 به دست آمده از این پروژه ناسا نشان می‌دهد که 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 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، کاوش دقیق و چشمگیری را ثبت کردند که به تعیین ترکیب داخلی و ساختار هسته کمک کرد.

تصویر 3: دنباله دار هارتلی

ناسا در سال 2011 تحقیقاتش در زمینه دنباله دار ها را مجدداً بر روی 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 دنباله دار نامگذاری می‌شود؟

نامگذاری دنباله دارها می‌تواند پیچیده باشد. به طور کلی  دنباله دارها 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؟

تصویر 4: دنباله دار هالی

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.

نام این 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 دنباله دار مجدداً در سال 1758 مشاهده شود.

هالی زنده نماند تا پیش‌گویی خود در مورد پدیدار شدن این 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 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 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.

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:

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.

تصویر5 . دنباله دار هالی

دنباله دار هیل-باپ

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

دنباله دار هیل-باپ 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.

تصویر6 . دم غباری و دم گازی دنباله دار هیل-باپ در سال ۱۹۹۵

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.

تصویر 7: تصویری از دنباله دار شومیکر-لوی 9 که در ماه می سال 1994 توسط تلسکوپ هابل تصویر برداری شد.

دنباله دار  NEOWISE

این دنباله‌دار نخستین بار در ۸ فروردین 1399 (۲۷ مارس ۲۰۲۰) توسط کاوشگر نقشه‌بردار فروسرخ اجرام نزدیک زمین ناسا (Near Earth Object Wide-field Infrared Survey Explorer)کشف شد و رصدگران زیادی از سراسر جهان موفق به ثبت تصاویری زیبا از آن شدند.

تصویر8 . دنباله دار نئووایز

حقایقی درباره دنباله دارها

• 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.
• دنباله دارها 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.
• دنباله دار ها وقتی به خورشید نزدیک می‌شوند هاله دارند. آنچه اتفاق می‌افتد این است که تابش خورشید یخ و گاز موجود در دنباله دار را در اطراف خود بخار می‌کند. این هاله به عنوان کمای دنباله دار شناخته می‌شود.
• دنباله یونی دنباله دار نتیجه بادهای خورشیدی است که ذرات گاز را مستقیماً از خورشید دور می‌کند.
• دنباله گرد و غبار 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 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 دورههای تناوبی با طول میلیون‌ها سال دارند.
• کمربند کویپر حلقه‌ای از دنباله دارهای خفته است که درست فراتر از مدار نپتون قرار دارد. 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 جرم به نام ستاره شناس انگلیسی ادموند هالی نامگذاری شده است.
• از دنباله دار های دیگر، می‌توان به دنباله دار هیل-باپ که در سال 1995 و دنباله دار هیاکوتاکه 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.
• 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 دنباله دار عالی از زمین قابل مشاهده است.