پنج هدف رصدی هالووینی: از چشم مدوسا تا شهاب‌های آتشین

آسمان شب، آینه‌ای از اسطوره و علم

هزاران سال است که انسان به آسمان شب نگاه می‌کند و در آن، هم نقشه راه و هم داستان‌های خود را می‌بیند. اقوام کهن با دیدن نقطه‌های نورانی، هیولاها و خدایان را در آسمان تصور می‌کردند و به اجرام بی‌گناه کیهانی صفاتی شوم یا مقدس نسبت می‌دادند. بسیاری از این تصورات تا امروز در نام‌گذاری اجرام باقی مانده‌اند. آنچه در ادامه می‌آید، مروری است بر پنج هدف رصدی پاییزی که بیشترشان با چشم غیرمسلح یا یک دوربین دوچشمی ساده دیده می‌شوند؛ اما هر یک، درسی جدی از فیزیک نجومی را در خود پنهان دارند.

خوشه پروین: کارگاه ستاره‌زایی در آسمان

خوشه پروین (Pleiades) که در متون کهن فارسی با نام ثریا نیز شناخته می‌شود، در فاصله حدود ۴۴۴ سال نوری از زمین قرار دارد و یکی از شناخته‌شده‌ترین خوشه‌های ستاره‌ای باز (open cluster) آسمان است. با چشم غیرمسلح معمولاً شش یا هفت ستاره از آن دیده می‌شود، اما دوربین دوچشمی ده‌ها ستاره و تلسکوپ‌های کوچک صدها عضو از مجموع حدود هزار ستاره این خوشه را آشکار می‌کنند.

اهمیت علمی پروین در سن آن است. ستاره‌های این خوشه تقریباً هم‌زمان و از یک ابر مولکولی واحد زاده شده‌اند و عمری در حدود صد میلیون سال دارند؛ یعنی نوزادان کیهانی در مقیاس نجومی. رنگ آبی-سفید آن‌ها نشانه دمای سطحی بالاست: ستاره‌های پرجرم‌تر سریع‌تر می‌سوزند و پرنورترند، بنابراین خوشه‌های جوان آبی‌تر و خوشه‌های کهن‌تر سرخ‌تر به نظر می‌رسند. دور خوشه را همچنین سحابی بازتابی (reflection nebula) آبی‌رنگی فرا گرفته که نور ستاره‌ها را به سمت ما بازمی‌گرداند.

در سنت‌های کهن، رسیدن پروین به بلندترین نقطه آسمان نیمه‌شب، نشانه آغاز فصل سرد بود. جشن سَمه‌ین (Samhain) در فرهنگ سلتی، که ریشه هالووین امروزی است، با همین رویداد نجومی گره خورده بود؛ نمونه‌ای روشن از اینکه چگونه تقویم کشاورزی انسان با حرکت ظاهری ستارگان تنظیم می‌شد.

رأس‌الغول: چشمکی که هر ۲٫۸۶۷ روز تکرار می‌شود

در صورت فلکی برساووش (Perseus)، ستاره‌ای هست که اخترشناسان مسلمان آن را رأس‌الغول (Algol) نامیدند؛ یعنی «سر غول». در اسطوره یونانی، این نقطه همان چشم مدوسا، هیولای مو-مار است که برساووش سرش را از تن جدا کرد. اما پشت این نام ترسناک، یکی از آموزنده‌ترین سامانه‌های ستاره‌ای آسمان قرار دارد.

رأس‌الغول یک ستاره دوتایی گرفتی (eclipsing binary) است. دو ستاره با دوره مداری ۲٫۸۶۷ روز به دور مرکز جرم مشترک می‌گردند و صفحه مدارشان تقریباً هم‌راستا با خط دید ماست. بنابراین در هر دور، ستاره کم‌نورتر از مقابل ستاره پرنورتر می‌گذرد و بخشی از نور آن را می‌پوشاند. نتیجه، کاهش روشنایی ستاره به مدت حدود ده ساعت است؛ در بیشینه گرفت، رأس‌الغول حدود ۳٫۳ برابر کم‌نورتر از حالت عادی می‌شود و همین تغییر محسوس، «چشمک زدن» آن را با چشم غیرمسلح قابل تشخیص می‌کند.

نکته شگفت‌انگیز این است که رأس‌الغول از نخستین ستاره‌هایی است که اخترشناسان با اندازه‌گیری همین تغییرات روشنایی توانستند جرم و ابعاد ستاره‌ها را تعیین کنند. ستاره پرنورتر با جرمی حدود سه برابر خورشید، در واقع «پیرتر» از همسایه کوچک‌ترش به نظر می‌رسد؛ پدیده‌ای که به آن «معضل رأس‌الغول» می‌گویند و امروزه با فرض تبادل جرم میان دو ستاره در گذشته توضیح داده می‌شود: ستاره سنگین‌تر، بخشی از جرم خود را به همدمش منتقل کرده و تعادل تکاملی هر دو دگرگون شده است.

قیطس: هیولای دریایی در «دریای ستارگان»

صورت فلکی قیطس (Cetus) در نیمکره شمالی و جنوبی آسمان پاییزی دیده می‌شود و در اساطیر یونانی، هیولای دریایی است که به فرمان پوزئیدون سواحل اتیوپی را به وحشت می‌انداخت. جالب آنکه نام این صورت فلکی با واژه «نهنگ» نیز پیوند خورده است.

از دید رصدی، مهم‌ترین عضو قیطس ستاره متغیر میکا (Mira) است؛ ستاره‌ای سرخ‌رنگ که روشنایی‌اش با دوره‌ای حدود ۳۳۲ روز تغییر می‌کند و در بیشینه نور، با چشم غیرمسلح دیده می‌شود. میکا نمونه‌ای کلاسیک از ستاره‌های متغیر تپنده (pulsating variable) است: لایه‌های بیرونی ستاره متناوباً منبسط و منقبض می‌شوند و درخشندگی آن را تغییر می‌دهند. رصد پیوسته چنین ستاره‌ای، ساده‌ترین راه برای درک رابطه میان بسامد تپش و ساختار درونی ستاره است و نیاز چندانی به تجهیزات پیشرفته ندارد.

تارهای عنکبوتی روی ماه

یک هفته پیش و پس از ماه کامل، اگر به لکه‌های روشن اطراف دهانه‌های تیکو (Tycho)، کوپرنیک (Copernicus) و کپلر (Kepler) نگاه کنید، شبکه‌ای از رگه‌های روشن شبیه تار عنکبوت می‌بینید. اینها تار عنکبوت کیهانی نیستند، بلکه پرتوهای برخوردی (ejecta rays) هستند؛ موادی که در هنگام برخورد شهاب‌سنگ‌ها به سطح ماه، از دهانه به بیرون پرتاب شده و به شکل شعاع‌هایی درخشان بر سطح پخش شده‌اند.

علت روشنایی این رگه‌ها، گدازه نیست؛ بلکه خاک و سنگ خردشده‌ای است که تازه در معرض فضاست و هنوز فرصت نداشته در اثر پرتوهای کیهانی و باد خورشیدی تیره شود. هرچه دهانه جوان‌تر باشد، پرتوهایش روشن‌تر است. این پدیده به دانشمندان کمک می‌کند سن نسبی سطوح سیاره‌ای را تعیین کنند؛ روشی که بعدها در بررسی سیاره‌های دیگر نیز به کار آمد.

شهاب‌های آتشین ثوری

آخرین هدف این فهرست، به شکیبایی و کمی بخت نیاز دارد. زمین در اواخر مهر و آبان از میان ذرات به‌جامانده از دنباله‌دار ۲P/انکه (2P/Encke) می‌گذرد؛ دنباله‌داری با هسته‌ای در حدود ۴٫۸ کیلومتر. این ذرات هنگام ورود به جو با سرعتی در حدود ۲۷ کیلومتر بر ثانیه می‌سوزند و شهاب‌های ثوری (Taurids) را می‌سازند.

ویژگی ثوری‌ها این است که سرعت ظاهری پایین و درخشندگی بالایی دارند. شهاب‌هایی که روشن‌تر از سیاره ناهید باشند، «آتشگوی» (fireball) نامیده می‌شوند و به همین دلیل به آن‌ها شهاب‌های آتشین هالووینی هم می‌گویند. سرعت پایین باعث می‌شود این ذرات زمان بیشتری در جو بمانند و درخششی آرام و کشیده پدید آورند.

نکته علمی مهم این است که ثوری‌ها در واقع دو جریان جداگانه‌اند: ثوری شمالی و ثوری جنوبی، که کانون هر دو در نزدیکی خوشه پروین در صورت فلکی ثور قرار دارد. علت نام‌گذاری «ثوری» هم همین است: کانون شهاب‌ها (radiant) در آن بخش آسمان است و شهاب‌ها به نظر می‌رسد از آن نقطه ساطع می‌شوند؛ خطایی بصری که از حرکت موازی ذرات در فضا ناشی می‌شود.

چگونه رصد کنیم

برای رصد این اجرام، چند اصل ساده کافی است. نخست، از نورهای شهری دور شوید؛ چشم انسان برای سازگاری کامل با تاریکی حدود بیست دقیقه زمان لازم دارد و هر نور سفید این سازگاری را از بین می‌برد. دوم، ابزار گران‌قیمت لازم نیست: یک دوربین دوچشمی با عدسی ۷ در ۵۰ برای پروین و قیطس و ماه کاملاً کافی است. سوم، برای شهاب‌ها به جای خیره شدن به کانون، نیمه راه میان کانون و افق را نگاه کنید، زیرا در آن ناحیه دنباله شهاب‌ها بلندتر دیده می‌شود.

آنچه این پنج هدف را ارزشمند می‌کند، تنها زیبایی آن‌ها نیست. هر یک پنجره‌ای است به یک فرایند فیزیکی واقعی: تولد ستاره‌ها در خوشه‌های باز، تبادل جرم در سامانه‌های دوتایی، تپش لایه‌های بیرونی ستاره‌های پیر، تاریخ برخوردهای سطحی در ماه و مدار دنباله‌دارهای کوچک. آسمان شب هنوز هم، همان‌گونه که برای نیاکان ما بود، آزمایشگاهی باز و در دسترس است.