بارش شهابی جبار و ردپای دنباله‌دار هالی در آسمان پاییز

تصویری که سه شهاب را در یک قاب گرد آورد

در بامداد ۲۱ اکتبر، در ساعاتی میان سه تا چهار بامداد، عکاس نجومی تیم مک‌کالم از شهر توکوا در ایالت جورجیا آمریکا تصویری ثبت کرد که در آن سه شهاب روشن بارش جباری هم‌زمان با بخشی از ژرف‌ترین اجرام آسمان شب دیده می‌شوند. این شهاب‌ها در حال دور شدن از نقطه‌ای در آسمان هستند که به آن کانون بارش (radiant) می‌گویند و در نزدیکی ستاره غول سرخ ابط‌الجوزا در صورت فلکی جبار قرار دارد.

اهمیت این تصویر تنها زیبایی آن نیست؛ بلکه نمایشی از یک پیوند کیهانی است. ذراتی که در آن شب در فراز آسمان زمین سوختند، تکه‌های گرد و غباری هستند که صدها یا هزاران سال پیش از دنباله‌دار هالی جدا شده‌اند.

دنباله‌دار هالی؛ مسافری از لبه منظومه شمسی

دنباله‌دار ۱P/Halley شناخته‌شده‌ترین دنباله‌دار تاریخ است. این جسم یخی-سنگی در مداری بسیار کشیده به دور خورشید می‌گردد؛ نزدیک‌ترین فاصله آن از خورشید حدود ۰.۶ واحد نجومی و دورترین فاصله آن بیش از ۳۵ واحد نجومی است. یک واحد نجومی برابر فاصله میانگین زمین تا خورشید، یعنی حدود ۱۵۰ میلیون کیلومتر است. حاصل این مدار، یک دوره تناوب حدود ۷۶ ساله است.

هالی در سال ۱۹۸۶ به درون بخش داخلی منظومه شمسی آمد و بار دیگر حدود سال ۲۰۶۱ بازخواهد گشت. اما نکته مهم این است که دنباله‌دار برای پدید آوردن بارش شهابی نیازی به حضور نزدیک زمین ندارد. اکنون این دنباله‌دار بیش از ۴.۸ میلیارد کیلومتر از ما دور است، یعنی جایی بسیار فراتر از مدار مشتری، و با این حال غبارش همچنان بر فراز سر ما می‌سوزد.

چرا شهاب‌ها از یک نقطه می‌بارند؟

هر سال در حدود نیمه دوم اکتبر، زمین در مسیر حرکت خود به دور خورشید از میان توده‌ای از ذرات به‌جامانده از هالی عبور می‌کند. این ذرات تقریباً موازی یکدیگر و در یک جهت حرکت می‌کنند، اما از دید ناظر زمینی، به دلیل اثر ژرفانمایی (perspective)، همه آن‌ها گویی از یک نقطه کوچک در آسمان سرچشمه می‌گیرند. دقیقاً همان اثری که وقتی در جاده‌ای مستقیم ایستاده‌ایم، دو طرف آن را در افق به هم می‌رسانیم.

به همین دلیل نام بارش را از صورت فلکی‌ای می‌گیرند که کانون آن در آن قرار دارد. کانون بارش جباری نزدیک ابط‌الجوزا است و به همین سبب این بارش را جباری یا اوريونید (Orionid) می‌نامند. جالب است بدانید که زمین مدار هالی را سالی دو بار قطع می‌کند؛ یک بار در اردیبهشت که بارش دلوی (Eta Aquariids) رخ می‌دهد و یک بار در مهر و آبان که بارش جباری فعال است.

فیزیک یک شهاب: از یک دانه غبار تا یک خط نورانی

ذرات بارش جباری با سرعت حدود ۶۶ کیلومتر بر ثانیه به جو زمین برخورد می‌کنند؛ سرعتی نزدیک به ۲۰۰ برابر سرعت صوت. این ذرات معمولاً اندازه‌ای در حد دانه شن یا کوچک‌تر دارند و جرمشان اغلب کمتر از یک گرم است. با ورود به جو در ارتفاع حدود ۱۰۰ تا ۱۲۰ کیلومتری، هوای پیش‌روی ذره به‌شدت فشرده و داغ می‌شود و دمایی چند هزار درجه‌ای پدید می‌آورد.

در این فرایند، سطح ذره تبخیر می‌شود و اتم‌های آن یونیده می‌شوند. نور شهاب بیشتر حاصل درخشش همین اتم‌های برانگیخته و یونیده در جو است، نه سوختن شیمیایی به معنای معمول. رنگ نور می‌تواند سرنخ ترکیب ذره باشد؛ وجود منیزیم به نور آبی-سبز و سدیم به نور نارنجی-زرد می‌انجامد.

چرا این بارش برای دانشمندان اهمیت دارد

هر شهاب در واقع نمونه‌ای کوچک از مواد سازنده دنباله‌دار است. دنباله‌دارها اجرامی باستانی‌اند که از دوران شکل‌گیری منظومه شمسی، حدود ۴.۶ میلیارد سال پیش، تقریباً دست‌نخورده باقی مانده‌اند. تحلیل نور و طیف شهاب‌ها به پژوهشگران امکان می‌دهد بدون فرستادن کاوشگر، ترکیب شیمیایی مواد اولیه منظومه شمسی را بررسی کنند.

افزون بر این، مطالعه بارش‌های شهابی به درک توزیع غبار در مدار دنباله‌دار کمک می‌کند. این اطلاعات برای پیش‌بینی شدت بارش در سال‌های آینده و همچنین برای ارزیابی خطر برخورد ذرات با ماهواره‌ها اهمیت عملی دارد.

پشت صحنه: چگونه از یک شهاب عکس می‌گیرند

شهاب‌ها پدیده‌هایی کوتاه و غیرقابل پیش‌بینی‌اند و ثبت آن‌ها به ترکیبی از مهارت، صبر و کمی شانس نیاز دارد. مک‌کالم دوربین خود را با لنزی پرنور و روزنه f/2.0 روی کانون بارش نشانه گرفت و با کمک یک ردیاب ستاره‌ای (star tracker) این امکان را فراهم کرد که دوربین همراه با چرخش آسمان حرکت کند و ستارگان به‌صورت نقطه‌ای و بدون کشیدگی ثبت شوند.

او سپس چندین نوردهی ۳۰ ثانیه‌ای گرفت و در پایان، تصاویر را با نرم‌افزاری تخصصی در یک تصویر ترکیبی (composite) کنار هم گذاشت. در چنین روشی، پس‌زمینه ثابت آسمان انباشته می‌شود و شهاب‌ها که در هر نوردهی جای دیگری ظاهر شده‌اند، در یک قاب واحد کنار هم قرار می‌گیرند. نتیجه، تصویری است که در یک نگاه چند برابر چیزی را نشان می‌دهد که چشم انسان در یک لحظه می‌بیند.

آسمان پاییز؛ نمایشی از چند دنباله‌دار

در همان قاب، ستارگان کمربند جبار در سمت راست تصویر و درخشش سحابی جبار دیده می‌شود؛ یکی از نزدیک‌ترین مناطق بزرگ ستاره‌زایی به زمین که در فاصله حدود ۱۳۴۴ سال نوری از ما قرار دارد. سحابی گل سرخ نیز در میان میدان ستارگان و نوارهای غبار صفحه کهکشان راه شیری، که به‌صورت مورب از تصویر می‌گذرد، قابل تشخیص است.

بارش جباری تا حدود ۷ نوامبر فعال می‌ماند. در همین بازه، زمین از میان غبار دنباله‌دار دیگری به نام ۲P/Encke نیز می‌گذرد که بارش ثوری (Taurids) را پدید می‌آورد؛ بارشی کندتر اما با شهاب‌های بسیار درخشان که گاه به آن‌ها آتش‌گوی هالووین می‌گویند.

برای رصد، بهترین راه دوری از آلودگی نوری شهری، نگاه داشتن چشم دست‌کم بیست دقیقه در تاریکی برای عادت کردن، و نگاه کردن به بخش وسیعی از آسمان است؛ نه فقط به کانون بارش. شهاب‌ها هرجا که باشند، یادآور این واقعیت‌اند که زمین در مسیری پرغبار حرکت می‌کند و هر سال، بی‌آنکه بدانیم، از میان بقایای یکی از مشهورترین مسافران منظومه شمسی می‌گذرد.