وانیا دا دپو، پژوهشگر سرپرست رصد دنباله‌دار لئونارد با ابزار مِتیس در گفت‌وگو با جام‌جم از ویژگی‌های دنباله‌دارها می‌گوید
شکار اجرام گیسوبلند با مدارگرد خورشیدی اِسا
کاوشگر مدارگرد خورشیدی (Solar Orbiter) ماموریتی اروپایی زیر نظر سازمان فضایی اروپا (ESA) با همکاری سازمان فضایی آمریکا (NASA) است که 21 بهمن 1398/10 فوریه 2020 همراه با موشک اطلس 5 از پایگاه فضایی کیپ کاناورال در آمریکا پرتاب شد. ماموریت سولار اوربیتر، ارائه رصدهای بی‌سابقه‌ای از نزدیک خورشید و همچنین تهیه اولین تصاویر از مناطق قطبی ستاره مادر منظومه‌شمسی است. این کاوشگر 10 ابزار علمی دارد که یکی از آنها ساخت آمریکا و بقیه ساخت اروپاست. یکی از دستگاه‌های اروپایی این کاوشگر مِتیس (Metis) نام دارد که پیشتر گفت‌وگوی اختصاصی جام‌جم با مارکو رومولی، سرپرست ناظر و محقق اصلی آن ابزار را در همین صفحه خواندید. بهمن سال گذشته سازمان فضایی اروپا اعلام کرد سولار اربیتر با کمک ابزار متیس موفق شده‌است هنگام عبور از مقابل دم دنباله‌دار لئونارد، تصاویری در طیف مرئی و فرابنفش از این جرم آسمانی تهیه کند. وانیا دا دپو (Vania Da Deppo) پژوهشگر مسوول رصد دنباله‌دار لئونارد در گفت‌وگو با جام‌جم از جزئیات این رصدها می‌گوید.
ابزار متیس چه توانایی‌هایی دارد که با کمک آنها موفق شدید تصاویری از دنباله‌دار لئونارد تهیه کنید؟
متیس تاج‌نگار خورشیدی است که روی کاوشگر سولار اوربیتر (مدارگرد خورشیدی)، ماموریت آژانس فضایی اروپا (اسا) با همکاری ناسا نصب شده‌است. ابزار متیس برای پنهان‌کردن قرص خورشید و تهیه تصاویری از تاج خورشید طراحی شده‌است. برای انجام این رصدها، متیس به عنصری پنهان‌گر مجهز شده که قادر است نوعی کسوف مصنوعی به‌وجود آورد. متیس دو کانال برای رصد تاج خورشیدی دارد که یکی در نور مرئی و دیگری در نور فرابنفش کار می‌کند. این ویژگی نوآورانه برای گرفتن هم‌زمان تصاویر مرئی و فرابنفش از جنبه‌های اصلی ابزار به‌شمار می‌رود که از آن برای رصد دنباله‌دار لئونارد هم استفاده شد.
جورج لئونارد، دنباله‌دار لئونارد را بیش‌از یک‌سال قبل کشف کرد. به‌لطف مدارگرد خورشیدی اسا و ابزار متیس اکنون چه‌چیزهایی درباره این دنباله‌دار میدانیم؟
دنباله‌دار C / 2021 A1 (لئونارد) از زمان کشف در 14 دی 1399 انتظارات زیادی به‌وجود آورد. پیش‌بینی می‌شد درخشندگی آن در روزهای منتهی به کریسمس 2021/ اوایل دی 1400 و سال نو به حدی افزایش یابد که با چشم غیرمسلح در آسمان دیده شود. همین باعث شد خیلی‌ها دنباله‌دار لئونارد را «دنباله‌دار کریسمس» بنامندو ازاین‌رو، به‌طور مکرر از زمین رصد می‌شد تا روند افزایش درخشندگی‌اش دنبال و حتی پیش‌بینی شود. لئونارد دنباله‌دار عجیبی است؛ زیرا در مداری پَس‌رو و سهموی حرکت می‌کند. پس‌رو یعنی خلاف جهت حرکت چرخشی سیاره‌های درون منظومه خورشیدی به دور خورشید می‌گردد. از فضا با ابزار متیس می‌توانیم اندازه‌گیری‌های منحصر‌به‌فردی انجام دهیم که از زمین امکان‌پذیر نیست و می‌توانیم ساختار و گسترش گیسوی دنباله‌دار را از‌طریق پرتوهای فرابنفش که نشان‌دهنده حضور و تولید آب در دنباله‌دار است را مشخص کنیم.
میدانیم بعضی دنباله‌دارها مانند دنباله‌دار معروف هالی در گرانش خورشید به دام افتاده‌اند و همواره به دور این ستاره می‌چرخند و بعضی دیگر موفق می‌شوند از نیروی گرانش فرار کنند و به مسیرشان در فضا ادامه دهند. لئونارد در کدامیک از این گروه‌ها قرار دارد و اکنون درحال حرکت به کجاست؟
بسیاری از دنباله‌دارهایی که می‌شناسیم مانند هالی در مدارهای بسته منظومه شمسی حرکت می‌کنند و ازاین‌رو، دنباله‌دارهای دوره‌ای نامیده می‌شوند. لئونارد دنباله‌داری جدید به‌شمار می‌رود که هرگز تا پیش‌ازاین از فضای داخلی منظومه خورشیدی عبور نکرده‌بود و احتمالا دیگر هرگز برنخواهد گشت. بعد از این‌که متیس در 25 و 26 آذر 1400 لئونارد را رصد کرد، این دنباله‌دار در 13 دی 1400 به نزدیک‌ترین فاصله مداری‌اش از خورشیدرسید و درحالحاضر سفرش را به بیرون از منظومه خورشیدی ادامه می‌دهد.
در فیلم «بالا را نگاه نکن» (Don’t look up) که سال گذشته اکران شد از دنباله‌داری صحبت می‌شود که همه اشکال حیات روی زمین را نابود می‌کند. البته از آنجا که در فیلم هسته این جرم آسمانی به عنوان منبعی غنی از کانی‌های ارزشمند معرفی می‌شود به‌نظر می‌رسد که سیارک باشد. اما آیا برخورد دنباله‌دارها ممکن است حیات در زمین را نابود کنند؟ و این‌که با دستگاه‌های کنونی به‌خصوص کاوشگرهایی سولار اوربیتر، پارکر و سوهو برای شناسایی یک دنباله‌دار و بررسی هرنوع خطری به چه مدت زمان نیاز است؟
همان‌طورکه گفتید دنباله‌دارها به‌سختی بتوانند منابع معدنی غنی - آن‌گونه که در این فیلم اشاره می‌شود - داشته‌باشند. دنباله‌دارها در بخش بیرونی منظومه شمسی تشکیل می‌شوند؛ از آنجا می‌آیند و از گردوغبار، قطعات سنگ و ترکیبات فرّاری تشکیل شده‌اند که به‌دلیل دمای پایین به شکل یخ دیده می‌شوند. به‌تدریج که دنباله‌دار به خورشید نزدیک می‌شود یخ در اثر تابش خورشید تحت فرآیند تصعید قرار می‌گیرد و از جامد به گاز تبدیل می‌شود و این‌گونه است که گیسو و دم دنباله‌دار ساخته می‌شود. دنباله‌دارها اجرامی با چگالی پایین و به طور متوسط کمتر از چگالی آب هستند. این در حالی است که سیارک‌ها در داخلی‌ترین بخش منظومه خورشیدی تشکیل می‌شوند چگالی بسیار بالاتر از چگالی دنباله‌دارها دارند و ترکیبات‌شان از نوع فلز است. بعضی وقت‌ها به‌سختی بتوان یک دنباله‌دار را از یک سیارک تشخیص داد؛ به ویژه وقتی جرم دور از خورشید قرار داشته‌باشد. این حقیقت که یک دنباله‌دار می‌تواند به طور کامل حیات روی زمین را نابود کند اتفاقی بعید است اما این احتمال وجود دارد- حتی اگر احتمال آن بسیار کم باشد- که برخورد یک دنباله‌دار با زمین سبب بروز رویدادهایی شود که آسیب جدی به حیات وارد می‌کنند. بنابر اندازه، روشنایی و مسیر حرکت این اجرام می‌توان آنها را چند ماه یا چندسال پیش از عبور از نزدیک زمین کشف کرد. سازمان‌های فضایی بین‌المللی قبلا برنامه‌های فضایی را با هدف ارزیابی احتمال مداخله و تغییر مدار سیارک‌ها فعال کرده‌اند. برای مثال، ماموریت دارت ناسا یکی از این موارد است.
اکنون باید منتظر کدام دنباله‌دار باشیم؟ چه زمانی به خورشید نزدیک می‌شود؟ و برنامه سولار اوربیتر برای این جرم چه خواهد بود؟
دنباله‌دار بعدی که رصد آن را با متیس در برنامه داریم دنباله‌دار 96پی/ ماخولز (96P/Machholz) است که در روزهای 10 و 11بهمن 1401 منتظرش خواهیم‌بود. ماخولز دنباله‌داری دوره‌ای با دوره مداری حدود پنج سال است. در این مورد هم، برنامه متیس تهیه تصاویری با وضوح بالا از دنباله‌دار، هم در نور مرئی و هم در فرابنفش است. این رصد بسیار مهم خواهد بود زیرا قادر خواهیم بود دنباله‌دار ماخولز را دقیقا هنگام عبور از نزدیک‌ترین نقطه مداری‌اش با خورشید مشاهده کنیم. البته باید توجه داشت تمام دنباله‌دارهایی که با ابزار متیس می‌بینیم حاصل برنامه‌های رصدی خاصی نیستند. بسیاری از دنباله‌دارها تصادفی در تصاویر متیس دیده می‌شود و ما فقط می‌توانیم لحظه دقیق عبور دنباله‌دارهای دوره‌ای یا دنباله‌دارهای با مدار مشخص را در میدان دید این ابزار پیش‌بینی کنیم.
برخورد دنباله‌دارها چقد مرگبار است؟
هر جرم کوچک درون منظومه خورشیدی که مدارش آن را به زمین نزدیک می‌کند جرم نزدیک به زمین (NEO) نامیده می‌شود. درحالحاضر، کمی بیش‌از 28هزار جرم نزدیک به زمین شناسایی شده‌است که مدارهایشان آنها را به عبور از نزدیک زمین هدایت می‌کنند. از این تعداد، حدود 18هزار مورد ازجمله 117 دنباله‌دار، مدار زمین را قطع می‌کنند. وانیا دا دپو، درخصوص تاثیر برخورد این اجرام به سیاره‌های منظومه خورشیدی به جام‌جم می‌گوید: «سال 1373شمسی/ 1994میلادی امکان رصد غیرمستقیم اثرات برخورد دنباله‌دار روی سیاره‌ای را پیدا کردیم. دنباله‌دار شومیکر-لِوی 9 پس از آن‌که بر اثر کشند گرانشی سیاره مشتری به 21 قطعه نه‌چندان بزرگ‌تر از دو کیلومتر تکه‌تکه شد، در جو این سیاره سقوط کرد. رصدهای این رویداد به دانشمندان اجازه داد دریابند بزرگ‌ترین قطعه آزاد‌شده در لحظه برخورد انرژی 6 میلیون مگاتنی دارد که حدود 750 برابر بیشتر از انرژی کل زرادخانه‌های هسته‌ای جهان است. درحالحاضر، فقط بزرگ‌ترین و واکنش‌پذیرترین بازتاب‌های خورشید از یک دنباه‌دار یا سیارک را می‌توان در زمانی که هنوز دور هستند- مثلاً با حداکثر چندسال آگاهی زودتر- کشف کرد. با وجوداین، باید گفت که احتمال وقوع رویدادهای چنین فاجعه‌باری بسیار بعید است.»
هدا عربشاهی - گروه دانش
متیس تاج‌نگار خورشیدی است که روی کاوشگر سولار اوربیتر (مدارگرد خورشیدی)، ماموریت آژانس فضایی اروپا (اسا) با همکاری ناسا نصب شده‌است. ابزار متیس برای پنهان‌کردن قرص خورشید و تهیه تصاویری از تاج خورشید طراحی شده‌است. برای انجام این رصدها، متیس به عنصری پنهان‌گر مجهز شده که قادر است نوعی کسوف مصنوعی به‌وجود آورد. متیس دو کانال برای رصد تاج خورشیدی دارد که یکی در نور مرئی و دیگری در نور فرابنفش کار می‌کند. این ویژگی نوآورانه برای گرفتن هم‌زمان تصاویر مرئی و فرابنفش از جنبه‌های اصلی ابزار به‌شمار می‌رود که از آن برای رصد دنباله‌دار لئونارد هم استفاده شد.
جورج لئونارد، دنباله‌دار لئونارد را بیش‌از یک‌سال قبل کشف کرد. به‌لطف مدارگرد خورشیدی اسا و ابزار متیس اکنون چه‌چیزهایی درباره این دنباله‌دار میدانیم؟
دنباله‌دار C / 2021 A1 (لئونارد) از زمان کشف در 14 دی 1399 انتظارات زیادی به‌وجود آورد. پیش‌بینی می‌شد درخشندگی آن در روزهای منتهی به کریسمس 2021/ اوایل دی 1400 و سال نو به حدی افزایش یابد که با چشم غیرمسلح در آسمان دیده شود. همین باعث شد خیلی‌ها دنباله‌دار لئونارد را «دنباله‌دار کریسمس» بنامندو ازاین‌رو، به‌طور مکرر از زمین رصد می‌شد تا روند افزایش درخشندگی‌اش دنبال و حتی پیش‌بینی شود. لئونارد دنباله‌دار عجیبی است؛ زیرا در مداری پَس‌رو و سهموی حرکت می‌کند. پس‌رو یعنی خلاف جهت حرکت چرخشی سیاره‌های درون منظومه خورشیدی به دور خورشید می‌گردد. از فضا با ابزار متیس می‌توانیم اندازه‌گیری‌های منحصر‌به‌فردی انجام دهیم که از زمین امکان‌پذیر نیست و می‌توانیم ساختار و گسترش گیسوی دنباله‌دار را از‌طریق پرتوهای فرابنفش که نشان‌دهنده حضور و تولید آب در دنباله‌دار است را مشخص کنیم.
میدانیم بعضی دنباله‌دارها مانند دنباله‌دار معروف هالی در گرانش خورشید به دام افتاده‌اند و همواره به دور این ستاره می‌چرخند و بعضی دیگر موفق می‌شوند از نیروی گرانش فرار کنند و به مسیرشان در فضا ادامه دهند. لئونارد در کدامیک از این گروه‌ها قرار دارد و اکنون درحال حرکت به کجاست؟
بسیاری از دنباله‌دارهایی که می‌شناسیم مانند هالی در مدارهای بسته منظومه شمسی حرکت می‌کنند و ازاین‌رو، دنباله‌دارهای دوره‌ای نامیده می‌شوند. لئونارد دنباله‌داری جدید به‌شمار می‌رود که هرگز تا پیش‌ازاین از فضای داخلی منظومه خورشیدی عبور نکرده‌بود و احتمالا دیگر هرگز برنخواهد گشت. بعد از این‌که متیس در 25 و 26 آذر 1400 لئونارد را رصد کرد، این دنباله‌دار در 13 دی 1400 به نزدیک‌ترین فاصله مداری‌اش از خورشیدرسید و درحالحاضر سفرش را به بیرون از منظومه خورشیدی ادامه می‌دهد.
در فیلم «بالا را نگاه نکن» (Don’t look up) که سال گذشته اکران شد از دنباله‌داری صحبت می‌شود که همه اشکال حیات روی زمین را نابود می‌کند. البته از آنجا که در فیلم هسته این جرم آسمانی به عنوان منبعی غنی از کانی‌های ارزشمند معرفی می‌شود به‌نظر می‌رسد که سیارک باشد. اما آیا برخورد دنباله‌دارها ممکن است حیات در زمین را نابود کنند؟ و این‌که با دستگاه‌های کنونی به‌خصوص کاوشگرهایی سولار اوربیتر، پارکر و سوهو برای شناسایی یک دنباله‌دار و بررسی هرنوع خطری به چه مدت زمان نیاز است؟
همان‌طورکه گفتید دنباله‌دارها به‌سختی بتوانند منابع معدنی غنی - آن‌گونه که در این فیلم اشاره می‌شود - داشته‌باشند. دنباله‌دارها در بخش بیرونی منظومه شمسی تشکیل می‌شوند؛ از آنجا می‌آیند و از گردوغبار، قطعات سنگ و ترکیبات فرّاری تشکیل شده‌اند که به‌دلیل دمای پایین به شکل یخ دیده می‌شوند. به‌تدریج که دنباله‌دار به خورشید نزدیک می‌شود یخ در اثر تابش خورشید تحت فرآیند تصعید قرار می‌گیرد و از جامد به گاز تبدیل می‌شود و این‌گونه است که گیسو و دم دنباله‌دار ساخته می‌شود. دنباله‌دارها اجرامی با چگالی پایین و به طور متوسط کمتر از چگالی آب هستند. این در حالی است که سیارک‌ها در داخلی‌ترین بخش منظومه خورشیدی تشکیل می‌شوند چگالی بسیار بالاتر از چگالی دنباله‌دارها دارند و ترکیبات‌شان از نوع فلز است. بعضی وقت‌ها به‌سختی بتوان یک دنباله‌دار را از یک سیارک تشخیص داد؛ به ویژه وقتی جرم دور از خورشید قرار داشته‌باشد. این حقیقت که یک دنباله‌دار می‌تواند به طور کامل حیات روی زمین را نابود کند اتفاقی بعید است اما این احتمال وجود دارد- حتی اگر احتمال آن بسیار کم باشد- که برخورد یک دنباله‌دار با زمین سبب بروز رویدادهایی شود که آسیب جدی به حیات وارد می‌کنند. بنابر اندازه، روشنایی و مسیر حرکت این اجرام می‌توان آنها را چند ماه یا چندسال پیش از عبور از نزدیک زمین کشف کرد. سازمان‌های فضایی بین‌المللی قبلا برنامه‌های فضایی را با هدف ارزیابی احتمال مداخله و تغییر مدار سیارک‌ها فعال کرده‌اند. برای مثال، ماموریت دارت ناسا یکی از این موارد است.
اکنون باید منتظر کدام دنباله‌دار باشیم؟ چه زمانی به خورشید نزدیک می‌شود؟ و برنامه سولار اوربیتر برای این جرم چه خواهد بود؟
دنباله‌دار بعدی که رصد آن را با متیس در برنامه داریم دنباله‌دار 96پی/ ماخولز (96P/Machholz) است که در روزهای 10 و 11بهمن 1401 منتظرش خواهیم‌بود. ماخولز دنباله‌داری دوره‌ای با دوره مداری حدود پنج سال است. در این مورد هم، برنامه متیس تهیه تصاویری با وضوح بالا از دنباله‌دار، هم در نور مرئی و هم در فرابنفش است. این رصد بسیار مهم خواهد بود زیرا قادر خواهیم بود دنباله‌دار ماخولز را دقیقا هنگام عبور از نزدیک‌ترین نقطه مداری‌اش با خورشید مشاهده کنیم. البته باید توجه داشت تمام دنباله‌دارهایی که با ابزار متیس می‌بینیم حاصل برنامه‌های رصدی خاصی نیستند. بسیاری از دنباله‌دارها تصادفی در تصاویر متیس دیده می‌شود و ما فقط می‌توانیم لحظه دقیق عبور دنباله‌دارهای دوره‌ای یا دنباله‌دارهای با مدار مشخص را در میدان دید این ابزار پیش‌بینی کنیم.
برخورد دنباله‌دارها چقد مرگبار است؟
هر جرم کوچک درون منظومه خورشیدی که مدارش آن را به زمین نزدیک می‌کند جرم نزدیک به زمین (NEO) نامیده می‌شود. درحالحاضر، کمی بیش‌از 28هزار جرم نزدیک به زمین شناسایی شده‌است که مدارهایشان آنها را به عبور از نزدیک زمین هدایت می‌کنند. از این تعداد، حدود 18هزار مورد ازجمله 117 دنباله‌دار، مدار زمین را قطع می‌کنند. وانیا دا دپو، درخصوص تاثیر برخورد این اجرام به سیاره‌های منظومه خورشیدی به جام‌جم می‌گوید: «سال 1373شمسی/ 1994میلادی امکان رصد غیرمستقیم اثرات برخورد دنباله‌دار روی سیاره‌ای را پیدا کردیم. دنباله‌دار شومیکر-لِوی 9 پس از آن‌که بر اثر کشند گرانشی سیاره مشتری به 21 قطعه نه‌چندان بزرگ‌تر از دو کیلومتر تکه‌تکه شد، در جو این سیاره سقوط کرد. رصدهای این رویداد به دانشمندان اجازه داد دریابند بزرگ‌ترین قطعه آزاد‌شده در لحظه برخورد انرژی 6 میلیون مگاتنی دارد که حدود 750 برابر بیشتر از انرژی کل زرادخانه‌های هسته‌ای جهان است. درحالحاضر، فقط بزرگ‌ترین و واکنش‌پذیرترین بازتاب‌های خورشید از یک دنباه‌دار یا سیارک را می‌توان در زمانی که هنوز دور هستند- مثلاً با حداکثر چندسال آگاهی زودتر- کشف کرد. با وجوداین، باید گفت که احتمال وقوع رویدادهای چنین فاجعه‌باری بسیار بعید است.»
هدا عربشاهی - گروه دانش
