جدید ترین عناوین خبری امروز
مجله علمی کیهان‌شناس

توجه: کلمه عبور به آدرس ایمیل شما ارسال خواهد شد.

سحابی چیست؟

سحابی چیست؟

اگر می‌خواهید بدانید سحابی چیست، کوتاه‌ترین جواب ما برای شما این است: سحابی همان پدیده‌ی جلوه‌گری است که در تاریکی آسمان تمام چشم‌ها را به خود خیره می‌کند. واژه‌ی سحابی که در گفتار ما «توده‌ی ابرمانند» معنا می‌شود، در فرهنگ جهانی نیز با واژه‌ی نبولا (nebula) شناخته می‌شود. nebula کلمه‌ای لاتین به معنی «ابر» است، اما باید بدانیم که سحابی‌ها تنها ابرهای جرم‌داری از گرد و غبار، هیدروژن، گاز هلیوم و پلاسما نیستند؛ بلکه هر سحابی یک «پرورشگاه‌ ستاره‌ای» است! همان جایی که ستاره‌ها در آن متولد می‌شوند و دوران نوزادی خود را سپری می‌کنند.
برای قرن‌های متوالی واژه‌ی سحابی برای کهکشان‌های دوردست استفاده می‌شد. در گذشته هر پدیده‌ای که ساختاری ابر‌مانند و مه‌آلود داشت سحابی در نظر گرفته می‌شد اما با بهبود کیفیت و کارکرد تلسکوپ‌ها، پدیده‌هایی که ظاهر مشابهی به سحابی‌ها داشتند به عنوان کهکشان یا خوشه ستاره‌ای شناسایی شدند.

اما تمام این توضیحات تنها معرفی ساده‌ای از سحابی، به عنوان یک پدیده‌ی مهم در علم ستاره‌شناسی و نجوم، است. دیگر زمان آن فرارسیده تا همراه با کیهان‌شناس برای شناخت بیشتر سحابی همراه شوید. این ماجرای رازآلود گامی برای درک بهتر سحابی‌ها، فرآیند ساخت‌شان، نقش آن‌ها در تکامل ستارگان و سیاره‌ها است. داستانی که انسانیت را با فتنه‌ای بی‌پایان خود در آسمان شب، تنها گذاشته است.

تصویری از سحابی‌های قلب و روح
تصویری از سحابی‌های قلب و روح

مدتی است که دانشمندان و ستاره‌شناسان دریافتند، برخلاف چیزی که در گذشته تصور می‌شد، فضا از خلأ کامل ساخته نشده؛ بلکه این محیط شامل گاز و ذرات غباری است که فضای میان‌ستاره‌ای (Interstellar Medium) یا به اختصار ISM را تشکیل می‌دهند.
تقریبا ۹۹ درصد فضای میان‌ستاره‌ای از گاز تشکیل شده است، گازی که در حدود ۷۵ درصد جرم آن به صورت گاز هیدروژن و ۲۵ درصد باقی‌مانده‌ی آن گاز هلیوم است.

بخشی از گاز میان‌ستاره‌ای از اتم‌های خنثی و مولکول‌ها و همچنین بخشی از آن از ذرات باردار (یعنی پلاسما) مانند یون‌ها و الکترون‌ها تشکیل شده است. این گاز بسیار رقیق است و چگالی متوسط آن در حدود ۱ اتم بر هر سانتی‌متر مکعب است. این چگالی ناچیز را مقایسه کنید با چگالی هواکره‌ی سیاره زمین، که مقدار تقریبی ۳۰ کویینتیلیون (۱۰۱۹ ×۳) مولکول بر هر سانتی متر مکعب در سطح دریا دارد.
هرچند که گاز میان‌ستاره‌ای بسیار پراکنده و سبک است اما جرم همین ماده در فواصل گسترده‌ی بین ستاره‌ها افزایش می‌یابد و حتی ممکن است به طور ناگهانی و با تکیه بر کشش گرانشی موجود بین ابرها، از دل این محیط یک ستاره و یا منظومه‌های سیاره‌ای متولد شود.

خرچنگ فضایی

سحابی چگونه به وجود می‌آید؟

فرایند تشکیل سحابی از فضای میان‌ستاره‌ای آغاز می‌شود و یک سحابی بر اثر تحمل فشار گرانشی، میان بخش‌هایی از فضای میان‌ستاره‌ای متولد می‌گردد. کشش گرانشی متقابل بین ذرات میان‌ستاره‌ای توده‌ای از مواد را در کنار یکدیگر قرار می‌دهد که با گذشت زمان نیز سنگین و سنگین‌تر می‌شود. به نظر می‌رسد در هسته‌ی مرکزی این توده، ستاره‌ی در حال رمبشی وجود دارد و تابش فرابنفش حاصل از یونش آن باعث می‌شود تا گاز اطراف در طول موج‌های مرئی قابل مشاهده گردد.

بیشتر سحابی‌ها ظاهری گسترده و وسیع دارند؛ به طوری که قطر هرکدام می‌تواند از مرتبه‌ی صدها سال نوری باشد. هرچند که سحابی‌ها از فضای میان‌ستاره‌ای اطراف‌شان چگال‌تر هستند، اما حتی نسبت به محیط‌های خلأ ساخته شده بر روی زمین هم سبک‌تر می‌باشند. در واقع یک سحابی که هم‌اندازه با زمین است تنها چند کیلوگرم جرم دارد!

سحابی جمجمه و دو استخوان
سحابی جمجمه و دو استخوان

چند نوع سحابی داریم؟

به طور کلی اجرام ستاره‌ای که سحابی نامیده می‌شوند در چهار دسته‌ی اصلی قرار می‌گیرند. بیشتر سحابی‌ها با نام سحابی نشری (Diffuse Nebulae)‌ شناخته شده‌اند و مرز خاصی ندارند. این سحابی‌ها با توجه به رفتارشان در استفاده از نور مرئی، به دو دسته‌ی کوچک‌تر، «سحابی گسیلشی» (Emission Nebulae) و «سحابی بازتابی» (Reflection Nebulae)، تقسیم می‌گردند.

نور بیشتر سحابی‌های نشری بصورت خطوط طیفی نشری می‌باشد و به طور کلی در بخش قرمز یا سبز تابش می‌کنند. در این سحابی‌ها اتم‌ها محیط بین‌ستاره‌ای توسط تابش فرابنفش ستاره یا ستارگان داغ یونیده شده و از خود تابش مرئی نشان می‌دهند. این تابش که حاصل برانگیختگی اتم‌ها است اینگونه صورت می‌گیرد: الکترونی که از اتم خودش جدا شده، دوباره با آن ترکیب می‌شود و انرژی خود را به صورت نور آزاد می‌کند.

سحابی‌های گسیلشی نوعی از سحابی نشری هستند که طیف تابش خطی از گازهای یونیزه گسیل می‌کنند و اغلب به نام مناطق H2 نامیده می‌شوند چرا که به طور کلی از هیدروژن یونیزه شده تشکیل شده‌اند. در مقابل، سحابی‌های بازتابی مقدار نور مرئی قابل‌توجهی گسیل نمی‌کنند اما باز هم درخشان هستند چرا که نور ستارگان مجاور را بازتاب می‌کنند.

همچنین تعدادی سحابی تحت عنوان «سحابی تاریک» (Dark Nebulae) وجود دارند؛ ابرهای کدری که تابش مرئی گسیل نمی‌کنند. این سحابی‌ها نه تنها مانند سحابی‌های بازتابی، نور ستارگان درخشان اطرافشان را بازتاب نمی‌کنند بلکه حتی نور آمده از اجرام پشت‌شان را نیز سد می‌کنند.
سحابی‌های تاریک، که به نام سحابی‌های جذبی نیز شناخته می‌شوند، هیچ تشعشعی از خود ندارند، ولی ممکن است نورهای جذب شده را به شکل امواج رادیویی یا انرژی فروسرخ منتشر کنند.

جرم سحابی‌های تاریک می‌تواند تا چندین هزار بار از جرم خورشید بیشتر باشد. به این ترتیب اگر یک سحابی تاریک به مقدار کافی جرم داشته باشد تا بتواند کشش گرانشی لازم را تولید کند، با فشرده شدن توده‌ی موجود درون خود یک ستاره می‌سازد و می‌تواند از یک سحابی تاریک به سحابی نشری درخشانی تبدیل شود.

از کهکشان عظیم تا درخشش انتارس

از آن جا که برخی از سحابی‌ها به عنوان نتیجه‌ای از انفجارات ابرنواختری شکل می‌گیرند، با نام سحابی باقی‌مانده‌ی ابرنواختری (Supernova Remnant Nebulae) دسته‌بندی می‌شوند. در این موارد، ستارگان با عمر کم، انفجاری را در هسته‌هایشان تجربه می‌کنند و لایه‌های خارجی‌شان را به بیرون پرتاب می‌کنند. این انفجار یک «باقی‌مانده» به شکل یک شئ فشرده از خود به جای می‌گذارد، یعنی یک ستاره نوترونی و یک ابر گاز و غباری که توسط انرژی انفجار یونیزه شده است.

سحابی‌های دیگر به عنوان سحابی سیاره‌ای شناخته می‌شوند که از ورود یک ستاره‌ی کم‌جرم به فاز نهایی عمرش تشکیل می‌گردد. در این داستان، ستارگان به فاز ابر غول قرمزی‌شان وارد می‌شوند و بر اثر فلاش‌های هلیومی در درون‌شان به آرامی لایه‌های خارجی‌شان را از دست می‌دهند. وقتی این ستاره به مقدار کافی ماده از دست داد، دمایش افزایش می‌یابد و تابش فرابنفشی گسیل می‌کند. این تابش فرابنفش مواد اطراف آن را که به بیرون پرتاب شده بود، یونیزه می‌کند.

این دسته همچنین شامل زیردسته‌ای با نام سحابی پیش‌سیاره‌ای (Protoplanetary Nebulae) یا PPN است. در این دسته اجرام نجومی که در حال تجربه‌ی یک فصل کم-عمر در تحول ستاره‌ای هستند، قرار می‌گیرند. این مرحله بسیار کوتاه است که بین قسمت غول مجانبی نهایی (Late Asymptotic Giant Branch)‌ یا LAGB و فاز سحابی سیاره‌ای پیش‌رو قرار می‌گیرد.

چهار سحابی سیاره‌ای متفاوت. اعبتار تصویر: NASA/Chandra Observatory
چهار سحابی سیاره‌ای متفاوت. اعتبار تصویر: NASA/Chandra Observatory

در طول فاز قسمت غول مجانبی (Asymptotic Giant Branch) یا AGB، ستاره متحمل از دست دادن جرم می‌شود و یک پوسته‌ی پیراستاره‌ای از گاز هیدروژن گسیل می‌کند. وقتی این فاز به پایان می‌رسد، ستاره وارد فاز PPN می‌گردد، در این مرحله جایگاه یک ستاره‌ی مرکزی پرانرژی می‌شود که باعث گسیل تابش فروسرخ قوی می‌گردد و یک سحابی بازتابی می‌سازد. فاز PPN تا زمانی که ستاره‌ی مرکزی به دمای ۳۰ هزار کلوین برسد ادامه می‌یابد و پس از آن آنقدر داغ است که گاز اطرافش را یونیزه کند.

در طول فاز قسمت غول مجانبی (Asymptotic Giant Branch) یا AGB، ستاره متحمل از دست دادن جرم می‌شود و یک پوسته‌ی پیراستاره‌ای از گاز هیدروژن گسیل می‌کنند. وقتی این فاز به پایان می‌رسد، ستاره وارد فاز PPN می‌گردد، فازی که توسط یک ستاره‌ی مرکزی پرانرژی می‌شود که باعث گسیل تابش فروسرخ قوی می‌گردد و یک سحابی بازتابی می‌سازد. فاز PPN تا زمانی که ستاره‌ی مرکزی به دمای ۳۰ هزار کلوین برسد ادامه می‌یابد و پس از آن آنقدر داغ است که گاز اطرافش را یونیزه کند.

مریخ در دامن سحابی‌ها

تاریخچه‌ی رصد سحابی

بیشتر اجرام سحابی‌گون در آسمان شب توسط ستاره‌شناسان اروپای دوران قدیم و قرون وسطی مورد توجه واقع شده‌اند. نخستین رصد ثبت‌شده به سال ۱۵۰ میلادی برمی‌گردد؛ زمانی که بطلمیوس در کتاب خود «المجسطی» (Almagast) به وجود ۵ ستاره‌ای اشاره کرد شد که مانند سحابی به نظر می‌رسیدند. او همچنین به ناحیه‌ای درخشان بین صورت فلکی خرس بزرگ و شیر که با هیچ ستاره‌ی رصدپذیری مرتبط نبود متذکر شد.

در کتاب «صورالکواکب» (Fixed Stars) که در ۹۶۴ میلادی نوشه شد، ستاره‌شناس ایرانی عبدالرحمن صوفی نخستین مشاهده از یک سحابی واقعی را ثبت کرد. بر اساس مشاهدات صوفی، «یک ابر کوچک» در یک ناحیه از آسمان شب پدیدار بود که امروزه کهکشان آندرومدا واقع در آن‌جا شناخته می‌شود. او همچنین اجرام سحابی‌گون دیگری را مانند امیکرون بادبان (Omicron Velorum) و خوشه‌ی بروچکی (Brocchi’s Cluster) دسته‌بندی کرد.

در چهارم جولای ۱۰۵۴، ابرنواختری که سحابی خرچنگ (SN 1054) را ساخته است برای ستاره‌شناسان روی زمین آشکار شد و این مشاهدات توسط ستاره‌شناسان عربی و چینی ثبت شد. در حالی که به نظر می‌رسد دیگر تمدن‌ها نیز این ابرنواختر را دیده‌اند، اما هیچ سندی در این باره کشف نشده است.

در قرن هفدهم، پیشرفت‌های گسترده در فناوری تلسکوپ‌ها منجر به نخستین رصدهای تأییدشده از سحابی‌ها شد و در سال ۱۶۱۰ ستاره‌شناس فرانسوی، نیکولاس کلود فابری دی پیرسک (Nicolas Claude Fabri de Peiresc) اولین مشاهده از سحابی شکارچی را ثبت کرد. در سال ۱۶۱۸ ستاره‌شناس سوییسی، یوهان باپتیست کایست (Johann Baptist Cysat) نیز توانست این سحابی را رصد کند و در ۱۶۵۹ کریستین هویگنس (Christiaan Huygens) نخستین بررسی دقیق از آن را به دست آورد.

خرچنگ فضایی
خرچنگ فضایی

در قرن هجدهم شمار سحابی‌های رصد شده افزایش یافت و ستاره‌شناسان آغاز به ایجاد لیستی از آن‌ها کردند. در ۱۷۱۵ ادموند هالی (Edmund Halley)‌ لیستی از شش سحابی، M11، M13، M22، M31، M42 و خوشه‌ی کروی امگا قنطورس (Omega Centauri) یا NGC 5139 را در کتاب خودش به نام «گزارشی از چند سحابی یا نقاط روشن مانند ابرها، اخیرا کشف شده در میان ستارگان ثابت توسط کمک تلسکوپ» منتشر کرد.

در ۱۷۴۶ ستاره‌شناس فرانسوی، جین-فیلیپ دوچسوکس (Jean-Philippe de Cheseaux) لیستی از ۲۰ سحابی را شامل هشت‌تایی که پیش از آن شناخته‌شده نبودند، تهیه کرد. در بین سال‌های ۱۷۵۱ و ۱۷۵۳ نیکولاس لوییس دولاکایله (Nicolas Louis de Lacaille)‌ ۴۲ سحابی از دماغه‌ی امیدنیک (Cape of Good Hope) را دسته‌بندی کرد که بیشتر آن‌ها تا پیش از آن شناخته شده نبودند. در ۱۷۸۱ چارلز مسیه (Charles Messier)‌ کاتالوگ خودش را از ۱۰۳ سحابی (که اکنون اجرام مسیه نامیده می‌شوند) به دست داد که در میان‌شان برخی از کهشکان‌ها و دنباله‌دار نیز بودند.

شمار سحابی‌های رصدشده و دسته‌بندی‌شده، به لطف تلاش‌های ویلیام هرشل (William Herschel) و خواهرش کارولین (Caroline) به طور گسترده افزایش یافت. در ۱۷۸۶ «کاتالوگی از هزار سحابی و خوشه‌ی ستاره‌ای جدید» از آن‌ها منتشر شد که در ۱۷۸۶ و ۱۸۰۲ با کاتالوگ دوم و سوم کامل شد. در آن زمان، هرشل معتقد بود که این سحابی‌ها صرفا خوشه‌هایی از ستارگان بی‌پاسخ بودند، اعتقادی که او در ۱۷۹۰ وقتی یک سحابی واقعی اطراف یک ستاره‌ی دور کشف کرد، اصلاحش کرد.

سیاه‌چاله چیست؟

در آغاز سال ۱۸۶۴ ستاره‌شناس انگلیسی، ویلیام هوگینز (William Huggins) شروع به دسته‌بندی سحابی‌ها بر مبنای طیف‌شان کرد. حدود یک سوم از آن‌ها طیف تابشی از یک گاز (یعنی سحابی‌های نشری) داشتند در حالی که بقیه یک طیف پیوسته را نشان می‌دادند که سازگار با جرم ستارگان (یعنی سحابی‌های سیاره‌ای) بود.
در ۱۹۱۲، ستاره‌شناس آمریکایی، وستو اسلیفر (Vesto Slipher)‌ زیرمجموعه‌ای از سحابی‌های بازتابی را پس از مشاهده‌ی چگونگی تطبیق یک سحابی اطراف یک ستاره با طیف خوشه پروین اضافه کرد. در ۱۹۲۲ و به عنوان بخشی از «بحث بزرگ» (Great Debate) درباره‌ی ماهیت سحابی‌های مارپیچی و اندازه‌ی جهان،‌ مشخص شد که بسیاری از سحابی‌های از پیش کشف‌شده در حقیقت تعدادی کهکشان مارپیچی دوردست بودند.

در همان سال، ادوین هابل (Edwin Hubble)‌ اظهار داشت که تقریبا همه‌ی سحابی‌ها وابسته به ستارگان هستند و درخشش‌شان از نور ستارگان می‌آید. از آن زمان، شمار سحابی‌های واقعی (به غیر از خوشه‌های ستاره‌ای و کهکشان‌های دوردست) به طور قابل توجهی افزایش یافت و دسته‌بندی آن‌ها به لطف پیشرفت در ابزار رصدی و طیف‌سنجی بازتعریف شد.

سحابی سر اسبی
سحابی سر اسبی

امروزه ستاره‌شناسان معتقدند که بعضی از سحابی‌های نشری مکانی هستند که ستارگان جدید در آن‌ها شکل می‌گیرند. نیروی جاذبه‌ی قوی باعث می‌شود تا بخشی از گازها و گرد و غبار سحابی درون خودش منقبض شود و جرمی متراکم بسازد. این رمبش گرانشی و تراکم برای میلیون‌ها سال ادامه می‌یابد. به مرور زمان این جرم آن قدر داغ می‌شود تا بتواند شروع به درخشش کند و ستاره‌ی جدیدی را تشکیل دهد.

به طور خلاصه، سحابی‌ها تنها نقاط آغازین تحول ستاره‌ای نیستند بلکه می‌توانند نقطه‌ی پایانی نیز باشند و بین همه‌ی منظومه‌های ستاره‌ای که کهکشان ما و جهان را پر می‌کنند، ابرها و اجرام سحابی‌گونی کشف شده‌اند که در انتظار تولد نسل بعدی ستارگان‌ هستند.

منبع: universetoday.com

 دسته‌ها:
avatar
  Subscribe  
Notify of

رصد و اکتشافات فضایی

ماه‌گرفتگی چیست
ماه‌گرفتگی چیست و ماه‌گرفتگی بعدی چه زمانی اتفاق می‌افتد؟
43
کشف ماده ژله‌ای در ماه
کشف ماده ژله‌ای توسط کاوشگر چینی در قسمت پنهان ماه
138
گذر کاوشگر خورشیدی پارکر
سومین گذر کاوشگر خورشیدی پارکر از نزدیکی خورشید
81
بارش شهابی برساووشی
چرا بارش شهابی برساووشی سالی یک‌بار اتفاق می‌افتد؟
56
سیاره پرجرم
دومین سیاره پرجرم در مدار ستاره‌ی همسایه‌مان پیدا شد
75