سحابی‌ها ابرهای غول پیکری از گاز و غبار می باشند که در فضای بین‌ستاره‌ای یافت خواهد شد. سحابی‌ها نقش کلیدی در چرخه زندگی ستارگان دارند. آن‌ها انواع مختلفی دارند که هریک با دقت به ویژگی‌های خود می‌تواند بر تولد یا مرگ ستارگان تأثیری متفاوت بگذارد. در این مقاله تصمیم داریم با سحابی، نحوه راه اندازی و انواع‌ آن آشنا شویم.

سحابی چیست؟

سحابی از کلمه‌ لاتین «nebula» به معنی ابر، مه یا دود است. در دنیای نجوم نیز به اجرامی که به زمان مشاهده با تلسکوپ به طور ابری متشکل از گاز و غبار به نظر همراه شوند، سحابی حرف های می‌شود.

وقتی که تلسکوپ‌ها به اندازه امروز قوی نبودند، این کلمه حتی به اجرامی همانند کهکشان‌ها نیز تعلق می‌گرفت چون دانشمندان قادر نبودند ماهیت جسم مشاهده شده در آسمان را تعیین کنند. برای مثال کهکشان آندرومدا در ابتدا به‌گفتن یک سحابی شناخته می‌شد چون منجمان فکر می‌کردند ابری از گاز و غبار است. این درحالی است که کهکشان‌ها خودشان از میلیاردها ستاره و ابر گاز و غبار (سحابی) راه اندازی شده‌اند.

پیشرفت تکنولوژی پشتیبانی کرد که ماهیت اجرام سماوی با دقت بیشتری تعیین شود و آن اجرامی که واقعاً ابر گاز و غبار می باشند، به‌گفتن سحابی شناسایی شوند. سحابی‌ها عمدتاً از گاز، غبار و عناصر اساسی همانند هیدروژن، هلیوم و گازهای یونیزه راه اندازی شده‌اند.

تاریخچه کشف سحابی

در تاریخ علم ذکر شده است که منجم و اخترشناس ایرانی، «عبدالرحمن الصوفی»، در سال ۹۶۴ کهکشان آندرومدا را ابری کوچک نامید که منظور همان سحابی است. سپس در سال ۱۰۵۴، ستاره‌شناسان چینی و عربی نیز سحابی «خرچنگ» را کشف کردند که در تاثییر یک انفجار ابرنواختری پدید آمده است. سپس در قرن هفدهم میلادی که ابزارهای اپتیکی پیشرفت چشمگیری را به نسبت قبل توانایی کردند، سحابی‌های بیشتری شناسایی و مشاهده شدند. بااین‌حال اولین مشاهدات دقیق توسط «کریستیان هویگنس»، دانشمند و منجم معروف، در سال ۱۶۹۵ انجام شد. او اولین کسی می بود که فرمولی جامع و مورد تأیٔید برای نیروی گریز از مرکز ارایٔه کرد.

نزدیک به پنجاه سال سپس، «ادموند هالی» در رابطه شش سحابی مقاله‌ای نوشت. او دانشمند زیاد نقل و سرشناسی می بود که به‌گفتن دومین منجم سلطنتی در بریتانیا فعالیت می‌کرد. پیروزی‌های او جهت شد تا دنباله‌داری را به نام او نامگذاری کنند.

بعد از او، «ادوین هابل»، منجم برجسته تاریخ، که نام تلسکوپ هابل از او اقتباس شده است، به دسته‌بندی سحابی‌ها بر پایه طیف‌های نوری که تشکیل می‌کنند، رسید. او دریافت تقریباً همه سحابی‌ها با مرگ و تولد ستاره‌ها ارتباطی تنگاتنگ دارند.

سحابی‌ها و ستارگان

همانطور که گفتیم، سحابی‌ها در چرخه زندگی ستارگان، چه در زمان تولد و چه در زمان مرگ، نقش کلیدی دارند. درحقیقت ستارگان در توده‌های متراکم از گاز، غبار و مواد دیگر در داخل سحابی‌های گسیلی متولد خواهد شد. به همین علت به سحابی‌های گسیلی «مهدکودک‌های ستاره‌ای» نیز حرف های می‌شود.

ستون‌های آفرینش که در قسمت قبلی درمورد آن‌ها سخن بگویید کردیم، در این دسته قرار می‌گیرند.

نیروی مهم در این فرآیندها نیروی گرانش است که جهت می‌شود ذرات در دل سحابی‌ها به یکدیگر بچسبند و توده‌هایی متراکم را تشکیل کنند. این توده‌ها درحقیقت بذر اولیه تولد ستارگان می باشند. از نظر دیگر، همین نیرو در هسته ستاره‌هایی که مرحله های پایانی عمر خود را سپری می‌کنند، جهت فروپاشی و مرگ آن‌ها می‌شود.

این ابرهای قشنگ کجا می باشند؟

سحابی‌ها زیاد تر در فضای بین ستاره‌ها که به آن «فضای بین‌ستاره‌ای» نیز می‌گویند، یافت خواهد شد. به‌طور متوسط می‌توان او گفت این منطقه تنها حاوی نزدیک به یک اتم در سانتی‌متر مکعب است. بااین‌حال، در مکان‌های خاصی چگالی می‌تواند به‌طور قابل‌توجهی زیاد تر از این باشد؛ به اندازه‌ای زیاد که از طریق تلسکوپ نیز قابل مشاهده است.

نتیجه چیزی است که ما آن را سحابی می‌نامیم. سحابی‌ها از دیدنی‌ترین مناظر در دنیای نجوم می باشند. درواقع تعداد بسیاری از نمادین‌ترین تصاویری که تلسکوپ‌ها ثبت می‌کنند، از سحابی‌ها است.

انواع مختلفی از سحابی‌ها بسته به نحوه شکل‌گیری و ترکیب آن‌ها در عالم وجود دارد. از آن‌جایی که مؤلفه عمده راه اندازی‌دهنده سحابی‌ها گاز است، این اجرام درخشان و زیاد قشنگ می باشند.

با این‌حال، نوعی از سحابی‌ها نیز می باشند که اصطلاحاً به آن‌ها «سحابی تاریک» می‌گویند. این سحابی‌ها زیاد غبارآلودتر می باشند و این غبار مانع درخشان شدن آن‌ها می‌شود چون نور را مسدود می‌کند.

سحابی چطور شکل می‌گیرد؟

به‌طور کلی می‌توان او گفت سحابی‌ها به سه طریق شکل می‌گیرند:

• تراکم گاز و غبار: نیروی گرانش می‌تواند ذرات گاز و غبار را به سمت یکدیگر کشیده و جهت شود ابرهای متراکمی راه اندازی شوند که از فروپاشی آن‌ها ستاره‌ها و منظومه‌های سیاره‌ای راه اندازی می‌شود. این یکی از متداول‌ترین راه حلهای شناخته‌شده برای شکل‌گیری سحابی‌ها است.

• هنگامی ستاره‌ای می‌میرد: هنگامی که ستاره‌ای خورشید همانند به آخر عمر خود نزدیک می‌‌شود، حجم بسیاری گاز و غبار را به بیرون پرتاب می‌کند. در برخی حالت‌ها که جرم ستاره سنگین‌تر است، گاز و غبار به‌صورت انفجاری به بیرون ریخته خواهد شد. این تجمع گازها در اطراف ستاره‌ای که مرده است جهت راه اندازی سحابی می‌شود.
• فعالیت ستاره‌ای: ستارگان جوان در طول زندگی خود به‌صورت مدام با بیرون راندن گاز به‌صورت باد جهت شکل‌گیری سحابی‌ها خواهد شد.

انواع سحابی

سحابی‌ها با دقت به ویژگی‌هایی که دارند به انواع مختلفی تقسیم خواهد شد. در این قسمت انواع گوناگون سحابی‌ها را باهم مرور می‌کنیم.

سحابی گسیلی یا سحابی نشری

این دسته از سحابی‌ها به‌صورت اختصاصی از گازهای یونیزه راه اندازی شده‌اند که نور را در طول موج‌های گوناگون ساطع می‌کنند. درنظر داشته باشید وقتی که می‌گوییم از گازهای یونیزه راه اندازی شده‌اند، به این معنی نیست که گازهای یونیزه تنها مؤلفه راه اندازی‌دهنده آن‌ها می باشند، بلکه ما در رابطه مؤلفه غالب سخن بگویید می‌کنیم. رایج‌ترین منبع یونیزه‌کردن گاز درون سحابی، فوتون‌های پرانرژی فرابنفش می باشند که از یک ستاره داغ در مجاورت ابر ساطع خواهد شد.

طبق معمولً یک ستاره جوان بخشی از همان ابری که از آن متولد شده را یونیزه می‌کند، اگرچه تنها ستاره‌های پرجرم و داغ می‌توانند انرژی کافی برای یونیزه کردن قسمت قابل‌توجهی از ابر را از خود ساطع کنند. در تعداد بسیاری از سحابی‌های گسیلی، یک خوشه بزرگ از ستاره‌های جوان به فراهم این انرژی پشتیبانی می‌کند.

ستارگانی که دمای آن‌ها زیاد تر از 25000 کلوین است، عموماً به قدر کافی تابش فرابنفش یونیزه‌کننده ساطع می‌کنند که علتمی‌شود سحابی‌های گسیلی در اطراف آن‌ها درخشان‌تر از دیگر سحابی‌ها باشند. تشعشعات ساطع‌شده از ستارگان سرد عموماً به اندازه‌ کافی برای یونیزه کردن گاز پرانرژی نیستند.

رنگ سحابی‌ها به ترکیب شمیایی و این که چه مقدار یونیزه خواهد شد، بستگی دارد. به‌علت تراکم بالای هیدروژن در گاز بین‌ستاره‌ای و انرژی نسبتاً کم مورد نیاز برای یونیزه کردن آن، تعداد بسیاری از سحابی‌های گسیلی قرمز رنگ به نظر می‌رسند. اگر عناصر فرد دیگر نیز در سحابی به وفور وجود داشته باشند و یونیزه شوند، امکان پذیر سحابی به رنگ سبز یا آبی نیز دربیاید. ستاره‌شناسان با بازدید طیف سحابی‌ها می‌توانند محتوای شیمیایی آن‌ها را بازدید کنند. سحابی‌های نشری عمدتاً از هیدروژن و هلیوم و اندکی اکسیژن، نیتروژن و برخی عناصر دیگر راه اندازی شده‌اند.

سحابی مرداب و شکارچی از مشهورترین سحابی‌های نشری می باشند.

سحابی بازتابی

این نوع از سحابی‌ها نور ستاره یا ستاره‌های نزدیک را بازتاب (منعکس) می‌کنند. در این نوع، انرژی ستارگان نزدیک برای یونیزه کردن گاز سحابی برای تشکیل یک سحابی گسیلی کافی نیست، اما برای پراکنده‌کردن ذرات به منظور دیدن غبار کافیست. طیف این نوع از سحابی‌ها شبیه طیف ستارگان درخشان است. دانشمندان تا بحال موفق شده‌اند با بازدید طیف این نوع از سحابی‌ها ترکیبات کربنی و عناصری همانند آهن و نیکل اشکار کنند.

سحابی‌های بازتابی طبق معمولً آبی رنگ می باشند چون نور آبی زیاد تر از قرمز پراکنده می‌شود. تا بحال نزدیک به پانصد سحابی بازتابی در عالم شناسایی شده است. این نوع از سحابی‌ها نیز می‌توانند محل تولد ستاره‌ها باشند.

سحابی سیاره‌‌ای

هنگامی که ستارگانی با جرم متوسط – حدودا ۴ تا ۸ برابر جرم خورشید – به آخر عمر خود نزدیک خواهد شد، منبسط خواهد شد و طی بادهایی به نام «باد ستاره‌ای» مقدار بسیاری گاز را به بیرون می‌رانند. ستاره در این مرحله های پایانی با همه توان خود تابش می‌کند که جهت یونیزه شدن گاز اطراف می‌شود، به این معنی که اتم‌ها و مولکول‌های حاضر در گاز باردار شده و اغاز به انتشار کردن نور می‌کنند. این گاز درخشان را «سحابی سیاره‌ای» می‌نامند. بعد این نوع را می‌توان یکی از انواع سحابی‌های گسیلی دانست که برخلاف نامش هیچ ارتباطی با سیارات ندارد.

این نام به نادرست به‌علت طبقه‌بندی نادرست به‌وجود آمده است. نزدیک به ۲۵۰ سال پیش، اخترشناسان با مشاهده مناظر رنگارنگ سحابی‌های سیاره‌ای به پشتیبانی تلسکوپ‌های خود فکر می‌کردند که به سیارات گازی شکل نگاه می‌کنند. همین امر جهت شد تا این نام برای آن‌ها انتخاب شود.

در طول سال‌ها، تلسکوپ هابل شکل‌ها و رنگ‌های مختلفی از این نوع سحابی را مورد مطالعه و تصویربرداری قرار داد. رنگ‌های گوناگون سحابی سیاره‌ای مشخص می کند این اجرام از عناصر شیمیایی مختلفی تشکیل شده‌اند.

باقی‌مانده ابرنواختر

باقی‌مانده ابرنواختر ساختاری است که از انفجار یک ستاره پرجرم در آخر عمرش شکل می‌گیرد. باقی مانده ابرنواختر درحقیقت امواجی می باشند که به‌صورت شوک‌ از ستاره بیرون آمده‌اند.

دو مسیر متداول برای رسیدن به یک ابرنواختر وجود دارد: در حالت اول، سوخت یک ستاره پرجرم همه می‌شود و تشکیل انرژی همجوشی در آن متوقف می‌شود. سپس در تاثییر نیروی گرانش، ستاره به داخل خود فرو می‌ریزد یا اصطلاحا رُمبِش می‌کند و یک ستاره نوترونی یا سیاهچاله شکل می‌گیرد. در حالت دوم، یک ستاره کوتوله سفید امکان پذیر موادی را از یک ستاره که در نزدیکی‌اش قرار دارد، جمع کند و درنهایت دچار انفجار شود.

درهرصورت، در تاثییر انفجار ابرنواختری مواد بسیاری از آنچه درون ستاره در تاثییر فرآیندهای همجوشی شکل گرفته است، با سرعتی درحدود ده درصد شدت نور به بیرون پرتاب می‌شود. این شدت‌ مافوق صوت است و به این علت یک موج ضربه‌ای قوی تشکیل می‌کند. این موج این چنین قادر است به علت انرژی بالایی که دارد، محیط اطراف را نیز گرم کند. به همین ترتیب یک ابر از گاز و غبار ناشی از انفجار ابرنواختری راه اندازی می‌شود.

سحابی تاریک

این نوع از سحابی‌ها به قدری متراکم می باشند که اجازه نمی‌دهند نور مریٔی از آن‌ها عبور کند. به عبارت دیگر، نور ستاره‌های پشت سحابی توسط دانه‌های غبار و مولکول‌های حاضر در این ابر جذب می‌شود. بعد این نوع سحابی‌ها را در طول موج‌ رادیویی یا فروسرخ و مادون قرمز مطالعه می‌کنند.

شکل این سحابی‌ها زیاد نامنظم است. آن‌ها هیچ مرز مشخصی ندارند و می‌توان آن‌ها را در انواع شکل‌های گوناگون در آسمان یافت.

ستون‌های آفرینش

«ستون‌های آفرینش» نام یکی از معروف‌ترین نواحی سحابی‌های به نام «عقاب» یا «M16» است. درحقیقت ستون‌های آفرینش که در عکس زیر مشاهده می‌کنید، بخشی از یک منطقه فعال در ستاره‌زایی است.

رنگ آبی در این عکس نشان‌دهنده اکسیژن است. رنگ قرمز نیز نشان‌دهنده گوگرد است. درنهایت رنگ سبز از وجود هیدروژن و نیتروژن خبر می‌دهد. این ستون‌ها در بین ستاره‌های داغ که تابش فرابنفش شدیدی دارند، محصور شده‌اند. بادهای این ستاره‌ها به مرور می‌تواند ستون‌ها را که از غبار و گاز راه اندازی شده‌‌اند، دچار فرسایش می‌کنند.

این ستون‌ها تقریباً ۴ تا ۵ سال نوری امتداد دارند که در دل سحابی عقاب قرار دارند. سحابی عقاب نیز نزدیک به ۶۰ سال نوری گستردگی دارد. این سحابی که در سال ۱۷۴۵ توسط ستاره‌شناس سویٔیسی‌، «ژان فیلیپ لویس د شیٔوکس»، کشف شد، در فاصله ۷۰۰۰ سال نوری از زمین و در صورت فلکی «مار» قرار دارد. سحابی عقاب را می‌توان به پشتیبانی تلسکوپ‌های کوچک نیز در آسمانی تاریک مشاهده کرد.

نوبت به زیباترین تصاویر از سحابی‌ها می‌رسد

در این قسمت تعدادی از زیباترین تصاویر از انواع گوناگون سحابی که توسط نیرومندترین تلسکوپ‌ها به‌خصوص تلسکوپ فضایی هابل به ثبت رسیده است را می‌بینیم. امیدواریم از دیدن این تصاویر لذت ببرید.

آیا می‌توان سحابی‌ها را مشاهده کرد؟

برخی از سحابی‌ها به اندازه‌ای درخشان و پرنور می باشند که تنها کافیست در مکانی به دور از آلودگی نوری قرار بگیرید تا با چشم غیرمسلح این ابرهای قشنگ را تماشا کنید. سحابی شکارچی یکی از این اجرام است. اما برای رصد اکثر سحابی‌ها به تلسکوپ نیاز است.

جمع‌بندی

در این مقاله با ابرهای گاز و غبار که تحت گفتن سحابی در آسمان شناخته خواهد شد، آشنا شدیم. سحابی‌ها ابرهای زیبایی می باشند که در رنگ‌ها و شکل‌های گوناگون شناسایی شده‌اند. در این مقاله بعد از مروری بر تاریخچه کشف، با انواع سحابی آشنا شدیم و دریافتیم که سحابی‌ها درحقیقت هم محل تولد و هم محل مرگ ستارگان می باشند. به گفتن دیگر، سحابی‌ها از مرگ ستارگان راه اندازی خواهد شد اما ستارگان را نیز در دل خود متولد می‌کنند. بعد از آن، درنهایت گالری‌ جذابی از زیباترین تصاویر ثبت‌شده از سحابی‌ها را مشاهده کردیم.

سوالات متداول درمورد سحابی