این مقاله ای در مورد دنباله دار هالی هست که حدود 2 هفته وقت منو به خودش اختصاص داد(واسه تحقیق و ارائه در حضور جناب آقای پروفسور قنبری

1. به نام خدادنباله دار هالی ارائه:مهسا معین تقوی استاد:جناب آقای دکتر قنبری

2. فهرست مطالب - مقدمه - محاسبات مداری - مدار و منشاء - ساختار و ترکیب - روئیت1986 و بعد از آن - تصاویری از هالی

3. مقدمه با دوره تناوب کوتاه 75 تا 76 سال از زمین قابل روئیت است. بازگشت هالی به منظومه شمسی حداقل از240 سال قبل ازمیلاد مسیح ثبت شده است. در سال 1705 میلادی ، ادموند هالی دوره تناوب این دنباله دار را محاسبه کرد. در سال 1986 این دنباله دار با جزئیاتش توسط فضاپیماهای مختلف مورد بررسی قرار گرفت.

4. تا عصر رنسانس ، اتفاق نظر فلسفی راجع به دنباله دارها که توسط ارسطو ترویج شده بود این بود که آنها اختلالات در جو زمین هستند.در سال 1577 میلادی این ایده توسط تیکو براهه رد شد.وی با استفاده از محاسبه اختلاف منظر نشان داد که دنباله دارها حتی باید دورتر از ماه باشند.در سال 1687 میلادی ،نیوتن کتاب اصول خود را منتشر ساخت که در آن قوانین گرانش و حرکت را آورده بود او در زمینه دنباله دارها نیز تحقیقاتی کرده بود اما به طور قطع کامل نبود.نهایتا دوستش ،ادموند هالی بود که از قوانین نیوتن برای محاسبه تاثیرات گرانشی مشتری و زحل روی مدارهای دنباله دارها استفاده کرد.وی پس از بررسی دنباله داری که در سال 1682 میلادی ظاهر شده بود فهمید که این دنباله داراز لحاظ مداری و جزییات بسیار شبیه به دو دنباله دار ظاهر شده در سال های 1531 و 1607 است.و اینجا بود که فهمید هر سه دنباله دار ،یکی هستند که هر 76 سال یک بار وارد منظومه شمسی میشوند.

5. صحت پیش بینی هالی درباره بازگشت دنباله دار در 25 دسامبر سال 1758 توسط یک کشاورز و ستاره شناس آماتور به نام یوهان جورج پالیش به اثبات رسید.این دنباله دار تا 13 مارچ 1759 میلادی از حضیض خورشید عبور نکرد و علت این تاخیر 618 روزه ، جاذبه مشتری و زحل بر روی آن بود.سه ریاضیدان فرانسوی این تاخیر را با یک ماه خطا (در13 آوریل)قبل از بازگشت دنباله دار محاسبه کرده بودند.تایید بازگشت دنباله دار برای اولین بار نشان داد که چیزی به جز سیارات به دور خورشید میگردد.این مسئله موفقیتی برای اثبات فیزیک نیوتنی بود.ستاره شناسی فرانسوی به نام نیکلا لوئی لاکیل در سال 1759 میلادی نام هالی را به افتخار این دانشمند بزرگ بر روی این دنباله دار نهاد.

6. مدار و منشاء مدار هالی به دور خورشید به شدت بیضوی هست.خروج از مرکز آن 0/967 است.نقطه حضیض خورشیدی برابر با 0/6 واحد نجومی و بعید خورشیدی برابر با 35 واحد نجومی است. مدار هالی پس رونده است یعنی خلاف جهت سیارات بدور خورشید میگردد. سرعت حرکت هالی نسبت به زمین زیاد است در گذر 1910 میلادی سرعت نسبی آن 70/65 کیلومتر بر ثانیه محاسبه شده است. دنباله دارهالی منشا دو بارش شهابی اتا دلوی و جباری است. مدار هالی 18 درجه به دایره البروج تمایل دارد که بیشتراین مدار در جنوب دایره البروج است.

7. هالی بعنوان یک دنباله دار تناوبی یا دنباله دار تناوب کوتاه طبقه بندی شده است ٬ که منظور دنباله داریست که طی مدار آن 200 سال یا کمتر طول بکشد . در مقابل آن دنباله دارهای با دوره تناوب بلند هستند که طی مدار آنها هزاران سال طول می کشد . دنباله دارهای تناوبی به طور متوسط حدود 10 درجه به سمت دایره البروج تمایل دارند و یک دوره تناوب مداری برابر فقط 6/5 سال دارند ٬ بنابراین مدار هالی به نوعی بیقاعده است . بیشتر دنباله دارهای تناوب کوتاه ( آنهایی که دوره تناوب کمتر از 20 سال و تمایل 20 – 30 درجه یا کمتر دارند ) ٬ دنباله دارهایخانواده مشتری نامیده می شوند . دنباله دارهایی مانند هالی ٬ با دوره تناوب مداری بین 20 تا 200 سال و تمایلی که از صفر تا بیشتر از 90 درجه گسترش یافته ٬ دنباله دارهای هالی گونه نامیده می شوند . برای مقایسه ٬ در مقابل نزدیک به 400 دنباله دار شناخته شده خانواده مشتری فقط 54 دنباله دار هالی گونه مشاهده شده اند.

8. مدارهای دنباله دارهای هالی گونه حاکی از آنستکه آنها در ابتدا دنباله دارهای تناوب بلند بوده اند که مدارهای آنها بوسیله گرانش سیارات غول پیکر دچار انحراف شده و به سمت منظومه شمسی حرکت کرده اند. اگر هالی یک دنباله دار دوره تناوب بلند بود ٬ باید از ابر اورت (Oort cloud) منشاء میگرفت ٬ که یک کره از اجسام دنباله ای است که لبه داخلی آن از 20000 تا 50000 واحد نجومی(AU) است.بر عکس عقیده بر این است که دنباله دارهای خانواده مشتری از کمربند کویپر منشاء گرفته اند ٬ یک دیسک تخت از تکه های یخی که در فاصله بین AU30 (مدار نپتون) وAU 50 از خورشید(پخش شده در دیسک) قرار دارد.در عین حال ٬ نظریه دیگری نیز برای منشاء دنباله دارهای هالی گونه مطرح شده است . در سال 2008 یک شیء گذرنده از نزدیکی نپتون با مدار پس رونده ای مشابه با هالی کشف شده که دارای نام مستعار دراک می باشد . مدار آن از خارج از اورانوس تا دو برابر فاصله پلوتو ادامه دارد . امکان دارد که این شیء یک عضو از توده جدید اجسام کوچک منظومه شمسی باشد که سرچشمه دنباله دارهای هالی گونه را فراهم می آورد.

10. دنباله دار هالی احتمالا برای مدت 16 تا 200 هزار سال است که در مدار فعلی اش قرار دارد . تاثیرات غیر گرانشی (بر روی مدار هالی) می توانند مهم باشند ٬ هنگامی که هالی به خورشید نزدیک میشود ٬ جریانی از گازهای تصعید شونده را از سطحش بیرون می دهد که بسیار آرام آن را از مسیر مداری اش منحرف می کند. این انحرافات مداری می توانند باعث تغییراتی بیشتر از 4 روز در نقطه حضیض آن شوند . در سال 1989 ٬ بوریس کریکوو و ویتالی وکسلاوو با استفاده از شبیه سازیهای کامپیوتری و سوابق تاریخی بررسیی بر روی 46 ظهور دنباله دار هالی انجام دادند . این مطالعات نشان داد که در مقیاسهای زمانی بلند مدت حرکت هالی غیر قابل پیش بینی بوده است. طول عمر هالی میتواند به اندازه 10 میلیون سال باشد . کارهای بیشتری که اخیرا انجام شده پیش بینی می کند که هالی در چند ده هزار سال آینده تبخیر خواهد شد یا به دو قسمت تقسیم می شود ٬ یا در چند صد هزار سال آینده از منظومه شمسی بیرون خواهد افتاد. مشاهدات انجام شده بوسیله هوگس(Hughes ) نشان دهنده آن است که هالی در طول 2000 تا 3000 چرخش آخر خود حدود 80 الی 90 درصد از جرم هسته خود را از دست داده است.

11. ساختار و ترکیب

12. همانند همه دنباله دارها٬ هنگامی که هالی به خورشید نزدیک میشود٬ ترکیبات فرار آن(ترکیباتی با نقطه جوش پایین مانند آب٬ مونوکسید کربن٬ دی اکسید کربن و سایر یخ ها)شروع به تصعید شدن از سطح هسته آن میکنند.این باعث وجود یک هاله یا جوی تا حدود 100000 کیلومتر روی دنباله دار میشود.تبخیر این یخ کثیف٬ذرات گرد و غبار منتشر میسازد که همراه با گاز به خارج از هسته حرکت میکند.مولکولهای گاز موجود در هاله(جو) نور خورشید را جذب میکنند و سپس آن را با طول موجهای مختلف بازتابش میکنند(پدیده فلورسانس)در این حال ذرات گرد و غبار نور خورشید را پراکنده میکنند.هر دو این فرایندها علل قابل مشاهده شدن جو هالی هستند.از آنجایی که قسمتی از مولکولهای گاز جو هالی بوسیله تابش فرابنفش خورشید یونیزه میشوند٬ فشار باد خورشیدی(یعنی جریانی از ذرات باردار گسیل شده از خورشید)یونهای جو را به صورت یک دنباله بلند بیرون میکشند٬ که میتواند تا بیشتر از 100 میلیون کیلومتر در فضا گسترش یابد.تغییرات در جریان بادهای خورشیدی میتواند باعث رخدادهای منقطع شود٬ به این صورت که در این حالت دم دنباله کاملا از هسته جدا میشود.

13. علارغم اندازه بسیار وسیع جو آن٬ هسته هالی نسبتا کوچک است.15 کیلومتر طول8٬ کیلومتر عرض و حدود 8 کیلومتر ضخامت دارد.شکل آن تقریبا مانند یک بادام زمینی است.جرم آن نسبتا کم است . چگالی آن در حدود 0.6 گرم بر سانتی متر مکعب میباشد که نشان دهنده آن است که از تعداد زیادی تکه های کوچک بسیار نزدیک بهم تشکیل شده است که ساختاری مانند یک قلوه سنگ را بهش داده. مشاهدات زمینی از روشنایی جو هالی حاکی از آن است که دوره چرخش هالی به دور خود در حدود 7/4 روز است اما تصاویری که بوسیله فضا پیماهای مختلف گرفته شده به همرا مشاهدات دنباله و پوسته٬یک دوره 52 ساعته را نشان میدهد. شکل نامنظم هسته نشاندهنده چرخش پیچیده هالی است.اگر چه فقط 0/25 از سطح هالی با جزئیات در طول ماموریت های پرواز در ارتفاع کم مشخص شده اما نشان میدهد که مکانهای بسیار متنوعی روی آن قرار دارد مانند تپه ها٬کوهها٬ برامدگیها و فرو رفتگی ها و حداقل یک دهانه آتشفشانی.

14. فضاپیماها نشان میدهد که گازهایی که از هسته خارج میشوند 80 درصد آب٬ 17 درصد مونوکسید کربن و 3 تا 4 درصد دی اکسید کربن به همرا مقادیر ناچیزی از هیدروکربنها هستند که البته داده های جدیدتر یک مقدار 10 درصدی از مونوکسید کربن و همچنین مقادیر ناچیزی از متان و آمونیاک را نشان میدهد. ذرات گرد و غبار موجود در آن عمدتا ترکیبی از کربن-هیدروژن-اکسیژن-نیتروژن (ترکیبات رایج در خارج منظومه شمسی) و سیلیکون(همانند آنچه در صخره های زمینی یافت میشود)هستند.ذرات گرد و غبار تا حدود محدوده اندازه آشکار شده(0/001 میکرو متر)کوچک هستند. نسبت دوتریم به هیدروژن در آب رها شده توسط هالی مشابه آنچه که در آب اقیانوسهای زمین یافت میشود میباشد٬که این موضوع نشان میداد که دنباله دارهای هالی گونه ممکن است در زمانهای گذشته با برخورد به جو زمین به زمین آب منتقل کردند اما مشاهدات بعدی نشان داد که نسبت دوتریم هالی بسیار بیشتر از آنچه در اقیانوسهای زمینی یافت میشود٬ میباشدکه در پس آن فرضیه ای که نشان میداد دنباله دارهایی سرچشمه آب بر روی زمین هستند را بعید ساخت.

15. جیوتو اولین گواه را در حمایت از فرضیه"توپ برفی کثیف" فرد ویپل درباره ساختار ستاره های دنباله دار فراهم ساخت.ویپل فرض کرده بود که دنباله دارها اجسام یخی هستند و هنگامیکه وارد منظومه شمسی میشوند بوسیله خورشید گرم می شوند٬ که این باعث میشود یخهای روی سطح آن تصعید شوند و باریکه ای از مواد فرار به صورت قطاری به بیرون حرکت کرده و جو هالی را بوجود آورند. جیوتو نشان داد این مدل به طور کلی صحیح است اگرچه اصلاحاتی نیاز دارد. ادموندهالی نشان داد برای مثال اندازه میزان بازتابش نور از سطح هالی در حدود 0/4 است یعنی فقط 0/4 از تابش خورشید را بازتاب میکند که این عددی است که برای یک زغال انتظار داریم.بنابراین علارغم آنچه که به صورت یک الماس درخشان سفید از زمین مشاهده میشود٬دنباله دار هالی در واقع یک قیر سیاه است. گستره دمای سطح"یخ کثیف" از 170 کلوین(103- درجه سلیسیوس)در بالاترین بازتابش تا 220 کلوین(53- درجه سلیسیوس) در پایینترین بازتابش است .در حالی که وگا1 دمای سطح هالی را در ناحیه 400-300 کلوین(30 تا 130 درجه سلیسیوس)بدست آورده است.این اشاره دارد به اینکه فقط 10 درصد از سطح هالی اکتیو بوده است و بخشهای بزرگی از آن از لایه ای از گرد و غبار سیاه پوشیده بوده است. در مجموع٬این مشاهدات حاکی از آن است که هالی در واقع به طور عمده از مواد غیر فرار تشکیل یافته و بنابراین بیشتر شبیه به یک توپ کثیف برفی است تا یک توپ برفی کثیف.

16. آخرین روئیت در سال 1986 میلادی در فوریه 1986 میلادی به علت قرار گرفتن دنباله دار و زمین در سمت مخالف خورشید ٬ بدترین شرایط دید در 2000 سال اخیر برای مشاهده گران زمینی بوجود آمد.همچنین به علت آلودگی های شهری ٬ بسیاری از مردم نتوانستند آن را با چشم غیر مسلح ببینند. با استفاده از تلسکوپ 5/1 متری هال و مونت پالومار ٬ در 16 اکتبر 1982 ٬ نزدیک شدن هالی مشاهد شد. یک ستاره شناس آماتور ٬ اولین شخصی بود که با استفاده از یک تلسکوپ 24 اینچ خانگی در 24 ژانویه 1985 بازگشت هالی را مشاهده کرد.

17. بعد از 1986 هالی اخیرا در سال 2003 توسط سه تلسکوپ بسیار بزرگ در شیلی مشاهده شده است(با قدر ظاهری 28/2) این مشاهده در بدترین شرایطی بود که تا به حال یک دنباله دار را رصد کرده بودند که زمینه تحقیق بر روی یافتن اشیا ماوراء نپتونی را فراهم آورد.اکنون ستاره شناسان قادرند هالی را در هر نقطه از مدارش مشاهد کنند. روئیت بعدی هالی از زمین در 28 جولای 2061 میلادی پیش بینی شده است و از آنجا که هالی و زمین هر دو در یک سمت خورشید قرار خواهند گرفت ٬ انتظار میرود شرایط بهتری(قدر ظاهری برابر با 0/3- در مقایسه با 2/1+ سال 1986) برای مشاهد داشته باشیم. 20 آگوست 2061 از فاصله 8/1 میلیون کیلومتری ونوس میگذرد در 2134 میلادی ٬ انتظار می رود که هالی از 13/6 میلیون کیلومتری زمین(با قدر ظاهری2-)بگذرد.

19. تصویری از دم یونی دنباله دار هالی

20. این تصویر توسط رصدخانه ای در میشیگان امریکا در مدت 3 دقیقه ای که دم دنباله دار تفکیک شده گرفته شده است.

21. این تصویر در رصدخانه ای در شیلی گرفته شده و ساختار اشعه ای دنباله دار هالی را نشان میدهد

22. Tail Development of Halley’s Comet

23. Coma of Halley’s Comet (1910)

25. سند موجود از ظهور هالی درلوحی که با خط میخی توسط بابلی ها در 164 سال قبل از میلاد مسیح نوشته شده است.هم اکنون این لوح در موزه بریتانیا در لندن قرار دارد

26. پایانمنبع:ترجه شده ازwww.wikipedia.com