شهاب، شهاب‌سنگ و دنباله‌دار

 شهاب‌سنگ‌ها، شهاب‌ها و دنباله‌دارها از جمله اجرام کوچک اما بسیار مهم در سامانه‌ی خورشیدی‌اند که نقش قابل توجهی در شناخت منشأ و تکامل منظومه‌ی ما دارند. با وجود شباهت‌های ظاهری این سه دسته از اجرام از نظر ساختار فیزیکی، ترکیب شیمیایی، منشأ، مسیر مداری و رفتار نوری تفاوت‌های چشمگیری دارند.

از آغاز تاریخ بشر، آسمان شب با پدیده‌های نوری گذرایی چون « دنباله‌دارها، شهاب ها و شهاب سنگ ها» الهام‌بخش و گاه بیم‌انگیز بوده است. در دوران باستان، شهاب‌ها و دنباله‌دارها اغلب به‌عنوان نشانه‌های الهی تعبیر می‌شدند، اما با پیشرفت علم نجوم در سده‌های اخیر، ماهیت واقعی این اجرام مشخص شد.

1. شهاب‌سنگ‌ها (Meteorites):

شهاب‌سنگ، جرمی است که از فضای میان‌سیاره‌ای(حریم منظومه‌ی شمسی) وارد جو زمین شده و پس از عبور از جو، بخشی از آن سالم به سطح زمین می‌رسد. این اجرام معمولاً از سیارک‌ها یا سنگ های کوچک سرگردان در منظومه و گاه(به ندرت و نه امروز) از ماه و مریخ سرچشمه می‌گیرند.

قطر یک شهاب سنگ می‌تواند بین یک سانتی متر تا چند کیلومتر متغیر باشد. اغلب شهاب سنگ هایی که از نزدیکی زمین رد می شوند از کمربند سیارکی سرچشمه می گیرند و گاهی از ابر اورت یا کمربند کویپر آمده‌اند. بیشتر شهاب سنگ ها با فاصله‌ی زیادی از کنار زمین رد می شوند و یا حتی نزدیک زمین هم نیستند. آنهایی که مجال رویارویی با زمین را پیدا می کنند هم اغلب نمی‌توانند از جو زمین عبور کنند. اما موارد اندکی که از جو زمین رد شده‌اند گاهی آسیب های بسیار شدیدی به زمین وارد کرده اند، مثل دهانه‌ی چیکسولوب در کنار خلیج مکزیک که ناشی از برخورد شهاب سنگی بزرگ به زمین است و موجب انقراض دایناسور ها در حدود 66 ملیون سال پیش شد. در سال 2029 شهاب سنگی با قطر حدود چهارصد متر به نام آپوفیس از فاصله‌ی 32 هزار کیلومتری زمین خواهد گذشت.(فاصله‌ی زمین تا ماه حدود 400 هزار کیلومتر است) البته این احتمال وجود دارد که با ماهواره های مدار ایستای زمین در ارتفاع بالا(آنها که کاملا با زمین در قفل گرانشی هستند و همیشه یک روی زمین به آنهاست) برخورد کند.

2. دنباله‌دارها (Comets):

دنباله‌دار (Comet) جرم کوچک و یخی منظومه‌ی شمسی ماست که از یخ های فرّار (آب، دی اکسیدکربن، آمونیاک، متان و غیره) به همراه مواد سنگی و غباری تشکیل شده است.
زمانی که به نزدیکی خورشید می‌رسد، این یخ‌ها تصعید می‌شوند و بخار و ذرات غبار آزاد می‌کنند. همین فرایند است که باعث پیدایش دم درخشان و کُما (coma) اطراف هسته می‌شود.

ساختار فیزیکی دنباله دار:

هسته (Nucleus):
بخش جامد و مرکزی دنباله دارد است و قطر آن حدود 1 تا 20 کیلومتر است.(به استثنای دنباله دار های خاص نظیر هِیل-باپ با قطر 60 کیلومتر)

کُما (Coma):

ابر وسیع گازی و غباری است که هسته را احاطه می‌کند. قطر آن ممکن است به ده‌ها یا صدها هزار کیلومتر برسد. کما عمدتاً شامل بخار آب، CO₂ و غبارهای ریز است. دمای ناحیه‌ی کُما در نزدیکی خورشید حدود ۲۵۰–۳۰۰ کلوین است.
فوتون‌های فرابنفش خورشید باعث تفکیک و یونیزه شدن گازهای کُما می‌شوند و تابش‌های مشخص طیفی به‌ویژه خطوط OH، CN  و C₂ تولید می‌کنند. که در دما های مختلف با رنگ دم خودشان را نشان می دهند.

دم دنباله دار: 

اهمیت علمی:

1. پنجره‌ای به دوران آغازین منظومه‌ی شمسی مواد دنباله‌دارها تقریباً بدون تغییر از 6 میلیارد سال پیش باقی مانده‌اند.
2. مطالعه‌ی ترکیبات آلی پیش‌زیستی احتمال نقش دنباله‌دارها در پیدایش حیات روی زمین
3. مدل‌سازی تکامل منظومه‌ی شمسی با بررسی مدار و توزیع دنباله‌دارها می‌توان تاریخچه‌ی دینامیکی سیارات را بازسازی کرد.
4. منبع بالقوه منابع طبیعی آینده یخ و مواد آلی ممکن است در آینده برای مأموریت‌های فضایی استخراج شوند.

3.شهاب‌ها (Meteors): 

شهاب همان پدیده‌ی نوری گذرا است که هنگام ورود یک ذره‌ی فضایی به جو زمین رخ می‌دهد. در اثر اصطکاک شدید با مولکول‌های هوا، سطح جسم به دمای چند هزار درجه می‌رسد و درخشش لحظه‌ای ایجاد می‌کند.

شهاب در واقع متشکل از ذراتی است که از دنباله‌ی گازی دنباله داری که به دور خورشید در مدار خود چرخیده است به جا مانده‌اند. گاهی دنباله دار ها با مدار زمین تقاطع دارند. یعنی بخشی از غبار پراکنده شده از آنها در مدار زمین می‌ماند و وقتی زمین از آن نقطه از مدار خود عبور کند، ذرات این غبار وارد اتمسفر زمین شده و پدیده‌ی زیبای شهاب را به وجود می آورند. ذرات بزرگتر و کندتر غبار که اتمسفر را ملاقات می کنند بیشتر دوام می آورند، معمولا عمر شهاب ها کمتر از 1 ثانیه است اما گاهی ممکن است تا 5 ثانیه هم برسد!

رنگ شهاب ها می توانند اطلاعاتی در مورد دنباله دار اولیه بدهند:
سدیم: زرد
منیزیم: سبز یا آبی
آهن: سفید
نیتروژن و اکسیژن: قرمز و بنفش
دو عنصر نیتروژن و اکسیژن به دلیل موجودیت در جو زمین قابل استناد نیستند!

آتش گوی و آذرگوی:
تعریف علمی طبق IAU – اتحادیه بین‌المللی نجوم:
شهابی است که درخشندگی آن از قدر ظاهری 4- (قدر سیاره زهره) یا بیشتر باشد.
به عبارت ساده‌تر، آتش‌گوی همان شهابی است که آن‌قدر درخشان است که از هر ستاره‌ای در آسمان روشن‌تر دیده می‌شود.

آذرگوی، آتش گویی است که در انتها با یک انفجار در جوّ رمین از بین می رود و به چند تکه‌ی قابل مشاهده تبدیل می شود.
انرژی یک آذرگوی می‌تواند  معادل چندصد بمب TNT باشد.

دو تصویر بالا مربوط به دو آذرگوی هستند

از معروف ترین بارش های شهابی (زمانی که زمین به یکی از نقاط تقاطع با غبار دنباله دار می رسد را زمان بارش شهابی می‌گوییم) می‌توان به بارش شهابی برساوشی در صورت فلکی برساوش اشاره کرد که معمولا در نیمه‌ی دوم مرداد است و ناشی از دنباله دار Swift–Tuttle بوده است.

جمع‌بندی:
شهاب‌سنگ‌ها، شهاب‌ها و دنباله‌دارها سه جلوه‌ی متفاوت از یک زنجیره‌ی فیزیکی در منظومه‌ی خورشیدی‌اند و بررسی آن‌ها درک ما را از منشأ حیات و تاریخ کیهان گسترش می‌دهد.