نگاه کردن به سحابی‌ها براستی با احساس شگرفی همراه است. نام “nebulae” از لاتین کلمه‌ی ابر آمده اما سحابی‌ها صرفاً ابرهای حجیمی از غبار، گاز هلیوم و هیدروژن، و پلاسما نیستند. آنها بیشتر خانه‌ی دوران کودکی ستارگان‌اند – منظور محل تولد ستارگان است. برای قرن‌ها، کهکشهان‌های دور با این ابرهای حجیم اشتباه گرفته می شد. متأسفانه این تعریف و توضیح از سحابی‌ها، نیز بسیار سطحی است و ماهیت اصلیشان را بیان نمی کند. از پروسه‌ی ایجاد شدنشان گرفته تا نقششان در تولد ستاره‌ها و سیارات، و تنوعشان، سحابی‌ها همیشه برای بشر رمزآلود و کشف‌ نشده بوده‌اند.

سحابی ها گازهای میان ستاره ایند که زادگاه و محل تولد بعضی از ستارگان هم هستند. حدودا ۹۹ درصد این محیط از گاز ساخته‌شده، که ۷۵ درصد این گاز هیدروژن و ۲۵ درصد دیگر از گاز هلیوم میباشد. بخشی از این گازهای میان‌ستاره‌ای از اتم‌ها و مولکول‌های خنثی ساخته‌شده، درحالی که بخش‌های باردار (پلاسما)، مثل یون و الکترون‌ها نیز در این گاز وجود دارند. این گاز بشدت رقیق است و غلظتی حدود یک اتم در هر سانتی‌متر‌مکعب دارد.  اگرچه گاز میان‌ستاره‌ای بسیار پراکنده است، ولی در فواصل طولانی میان ستاره‌ها، جرمش افزایش می‌یابد. و گاهی نیروی گرانشی بین اجرام این ابرها به قدری میرسد که ذرات را جمع کند و ستاره‌ها و سیارات را شکل دهد.

مدتی است که دانشمندان و ستاره‌شناسان دریافته‌اند که فضای دوردست، خلأ مطلق هم نیست. در حقیقت این فضاها از گاز و غباری تشکیل شده‌اند که تحت عنوان محیط میان‌ستاره‌ای(ISM) شناخته می شوند. حدودا 99 درصد این محیط از گاز ساخته‌شده، که 75 درصد این گاز هیدروژن و 25 درصد دیگر از گاز هلیوم میباشد.

بخشی از این گازهای میان‌ستاره‌ای از اتم‌ها و مولکول‌های خنثی ساخته‌شده، درحالی که بخش‌های باردار (پلاسما)، مثل یون و الکترون‌ها نیز در این گاز وجود دارند. این گاز بشدت رقیق است و غلظتی حدود یک اتم در هر سانتی‌متر‌مکعب دارد. درمقابل، چگالی اتمسفر زمین حدوداً 30 کوینتیلیون (ده به توان 18) مولکول در هر سانتی‌مترمکعب در سطح دریا میباشد. اگرچه گاز میان‌ستاره‌ای بسیار پراکنده است، ولی در فواصل طولانی میان ستاره‌ها، جرمش افزایش می‌یابد. و گاهی نیروی گرانشی بین اجرام این ابرها به قدری میرسد که ذرات را جمع کند و ستاره‌ها و سیارات را شکل دهد.

شکل‌گیری سحابی‌ها

اساساً سحابی‌ها با رمبش گرانشی بخش‌های مختلف مواد میان‌ستاره‌ای شکل میگیرند. گرانش متقابل باعث ایجاد توده‌ای از مواد شده که به مرور زمان سنگین و سنگین‌تر میشود. براساس این گفته‌ها، ستاره‌ها احتمالاً در دل مواد درهم‌رونده شکل میگیرند که تشعشعات فرابنفش حاصل از یونش باعث شفاف شدن گاز محیط اطراف با طول‌موج قابل رؤیت میشود.

اکثر سحابی‌ها اندازه‌ی بزرگی دارند و قطرشان به صدها سال نوری هم میرسد. اگرچه تراکم سحابی‌ها از محیط‌های اطرافشان کمتر است، با این‌ وجود محیط‌های خلأ روی زمین از سحابی‌ها متراکم‌ترند. در حقیقت، یک ابرسحابی که از نظر اندازه با زمین یکی است، به اندازه تنها چند کیلوگرم جرم خواهد داشت.

تاریخ مشاهدات سحابی‌ها

بسیاری از اجرام سحابی‌شکل توسط ستاره‌‌شناسان در عهد گذشته و قرون وسطی مشاهده شده بودند. اولین مشاهده‌ی مکتوب در سال 150 میلادی توسط بطلمیوس صورت گرفت که او در کتابش “المجسطی” آورده که متوجه حضور 5 ستاره شده که شبیه به سحابی هستند. او همچنین متوجه‌ ناحیه‌ای پرنور میان صور فلکی خرس بزرگ (دُبّ اکبر) و برج اسد شد که با هیچ‌ یک از ستاره‌های دیگر مرتبط نبود.

در کتاب صورالکواکب، نوشته شده در سال 964 میلادی، ستاره‌شناس ایرانی عبدالرحمان صوفی رازی اولین مشاهده از یک سحابی واقعی را انجام می دهد. عبدالرحمان صوفی، “ابری کوچک” در بخشی از آسمان شب که امروزه میدانیم محل قرارگیری کهکشان آندرومدا است، مشاهده نمود. او همچنین اجرام سحابی دیگری مثل امیکرون بادبان و کولیندر 399 را دسته‌بندی و مکتوب کرد.

عبدالرحمان صوفی رازی منجم ایرانی اولین مشاهده از یک سحابی واقعی را به ثبت رساند

در 4 جولای سال 1054، ابرنواختری که سحابی خرچنگ را پدید آورد، برای ستاره‌شناسان روی زمین قابل مشاهده بود و مشاهداتی مکتوب از سوی منجمان چینی و عرب نیز یافت شده است. البته براساس نقل قول‌هایی، تمدن‌های دیگر موفق به مشاهده‌ی این ابرنواختر شده بودند، اما سند مکتوبی از این مشاهدات در دست نیست.

در قرن 17 پیشرفت تلسکوپ‌ها منجر به مشاهده‌ی اولین سحابی شد. داستان از 1610 شروع می شود جایی که نیکولاس کلود فابری دی پیرسک، ستاره‌شناس فرانسوی مشاهدات خود از سحابی شکارچی را ثبت و ضبط نمود. در 1618 نیز ستاره‌شناس سوئیسی، یوهان باپتیست کایسات نیز موفق به مشاهده‌ی این سحابی گردید. و در سال 1659، کریستیان هویگنس اولین مطالعات دقیق را روی این سحابی انجام داد.

با رسیدن قرن 18، شمار سحابی‌های کشف شده شروع به افزایش کرد و ستاره‌شناسان شروع به تنظیم لیستی از آنها نمودند. در سال 1715، “ادموند هالی” لیستی از 6 سحابی منتشر نمود – M11, M13, M22, M31, M42 و خوشه کروی امگا قنطورس (NGC 5139) – او نام این سحابی‌ها را در کتابش “گزارشی از چند سحابی و نقاطی شفاف مثل ابرها در میان ستاره‌ها که اخیراً به کمک تلسکوپ کشف گردید” آورده است.

در سال 1746 ژان فلیپ دو شزو لیستی از 20 سحابی ثبت نمود که 8 تا از آنها تا پیش از آن زمان هنوز کشف نشده بودند. بین سال‌های 1751 و 1753 نیکولاس-لوئی دو لاکای فهرستی از 42 سحابی را منتشر نمود که از روی دماغه امید نیک مشاهده کرده بود. اکثر این سحابی‌ها نیز جدید بودند. در 1781 شارل مسیه فهرستی شامل 103 سحابی ارائه کرد (که امروزه تحت عنوان اجرام مسیه شناخته میشوند) اگرچه بعد مشخص شد برخی از آن‌ها کهکشان و دنباله‌دارها بودند.

شمار سحابی‌های مشاهده و فهرست شده به لطف تلاش‌های ویلیام هرشل و خواهرش کارولاین بسیار گسترش یافت. در سال 1786 آن دو “فهرست 1000 سحابی و خوشه‌های ستاره‌ای جدید”شان را منتشر نمودند، آنها در سال‌های 1786 و 1802 ادامه‌‌ی فهرست را نیز منتشر نمودند. در آن زمان، هرشل معتقد بود که این سحابی‌ها خوشه‌های ستاره‌ای حل‌ نشده‌ای بودند، دیدگاهی که البته او در سال 1790 پس از مشاهده‌ی احاطه‌ی یک ستاره بدست سحابی اصلاح کرد.

در سال 1864 ویلیام هاگینز ستاره‌شناس انگلیسی شروع به دسته‌بندی سحابی‌ها براساس طیف آنها نمود. تقریباً یک‌سوم آن‌ها طیف تشعشعات یک گاز خاص را داشتند (سحابی‌های نشری)، در حالی که دیگر سحابی‌ها از جمله سحابی سیاره نما طیفی پیوسته، مرتبط و وابسته به جرم ستاره‌ها نمایش میدادند. در سال 1912 ستاره‌شناس امریکایی وستو اسلیفر زیر رده‌ی اصلی سحابی بازتابی را پس از مشاهده‌ی یکی بودن طیف سحابی محیط خوشه‌ی پروین با طیف خود خوشه‌ی پروین، به رده‌های سحابی‌ها اضافه نمود. در سال 1922 و در میان مباحثات میان دانشمندان درباره‌ی طبیعت سحابی مارپیچی و اندازه‌ی کیهان، آشکار شده بود که بسیاری از سحابی‌های مشاهده شده در اصل کهکشان‌های مارپیچی بسیار دور بوده‌اند.

در همان سال، ادوین هابل اعلام کرد که تمام سحابی‌ها به‌ نوعی با ستاره‌ها در ارتباطند و روشنایی آنها از نور ستاره‌ها تأمین می شود. از آن پس، تعداد سحابی‌های حقیقی (نه آنهایی که دراصل خوشه‌های ستاره‌ای و کهکشان‌های دور بودند) رشد چشمگیری داشته، و طبقه‌بندی سحابی‌ها به لطف پیشرفت تجهیزات مشاهده‌ای و طیف‌بینی تا حد زیادی اصلاح گردیده است. بطور خلاصه، سحابی‌ها نه تنها نقاط شروع تکامل ستاره‌ها هستند بلکه نقطه‌ی اتمامش نیز میباشند. و از بین تمام اجرام فضایی که کهکشان و کیهان ما را پر کرده‌اند، ابرها و اجرام سحابی های فراوانی یافت خواهند شد که منتظر است تا نسل جدیدی از ستاره‌ها را متولد کنند!

سحابی ها یک دسته نیستند. بلکه به چند دسته تقسیم می شوند:

(سحابی سیاره نما ، نشری ، تاریک ، باز تابی و ابر نواختری )

سحابی سیاره نما

سحابی سیاره نما نوعی سحابی است که از گاز و پلاسما تشکیل شده است. این نوع سحابی بعد از مرگ ستارگان به وجود می اید. این نام از قرن هجدهم ،به علت حلقوی بودن ان که خود به دلیل انفجار ستاره است ، در تلسکوپ های ضعیف به شکل یک سیاره دیده ، و با سیاره اشتباه گرفته می شد. مدت عمر این سحابی ها کوتاه و حدود ده هزار سال است که در مقابل عمر چند ملیون ساله ی ستاره ها ف بسیار نا چیز است.

سحابی نشری

ابری است از ماده که در آن ستارگانی بسیار درخشان و سوزان جای دارند . نور این ستارگان در طیف فرابنفش باعث برانگیختگی اتم‌های گاز شده و در نتیجه نور نسبتاً فراوانی از سحابی گسیل می‌شود. سحابی جبار در کمربند صورت فلکی شکارچی نمونه‌ای از سحابی نشری است. به عقیده دانشمندان سحابی‌های گسیلشی در واقع زایشگاه ستاره‌ای هستند.

سحابی تاریک

سحابی تاریک ابری از گرد و غبار و گاز است که گازش نور میدانهای ستارگان یا سحابی های تابان پشت سرش را که از این ابر می‌گذرند، جذب می‌کند. سحابیهای تاریک، که به سحابیهای جذبی نیز معروفند، هیچ تشعشعی از خود ندارند، ولی ممکن است نورهای جذب شده را به شکل امواج رادیویی بتابانند. شاید جرم سحابیهای تاریک چندین هزار بار از جرم خورشید بیشتر باشد. اگر یک سحابی به اندازه کافی جرم داشته باشد، در نقطه‌ای از زمان موادش فشرده شده و تبدیل به ستاره می‌شود. شاید سپس سحابی تاریک با ستارگان جوان گرم حرارت ببیند و به سحابی نشری درخشانی تبدیل شود.

سحابی بازتابی

 سحابی بازتابی به ابر میان ستاره ای گفته می‌شود که نور ستاره یا ستارگان نزدیک خود را منعکس می‌کند. نور اگر به اندازه‌ای نباشد که بتواند اتم‌های سحابی را یونیزه  کند و فقط از طریق پراکندگی بازتاب کند، سحابی بازتابی است اما در صورتی که بتواند یونیزه کند جزء سحابی های نشری می شود. پراکندگی معمولاً باعث می‌شود که سحابی‌های بازتابی به رنگ آبی دیده شوند (نور خورشید نیز توسط جو زمین پراکنده می‌شود و به همین دلیل آسمان در روز آبی است). نزدیک ۵۰۰ سحابی بازتابی تاکنون شناخته شده‌اند. معروف‌ترین آنها شامل سحابی موجود در خوشه ی پروین، سحابی سه تکه و آی سی 2118 هستند. همچنین این سحابی‌ها می‌توانند مکانی برای زایش ستارگان باشند.

سحابی ابر نواختری 

 گاهی با مرگ یک ستاره بزرگ و انفجار ابرنواختری مقدار زیادی از مواد ستاره ای پرتاب می شود اختر شناسان به این ابر ها که توسط ستاره های کوچک نزدیک سیاهچاله یا ستاره نوترونی بر افروخته می شود و شکل های جالبی به خود می گیرند، سحابی ابر نو اختری می گویند. تا کنون تعداد کمی از این نوع سحابی ها کشف شده اند که از جمله ی آن ها می‌توان به سحابی خرچنگ اشاره کرد. در کهکشان راه شیری، حدود 120 باقی‌مانده ابرنواختری کشف شده است. برخی از آن ها به صورت یک سحابی حلقوی یا سحابی نامنظم در ناحیه اپتیکی قابل رویت هستند .اما بیشتر آنها را تنها در ناحیه رادیویی می‌توان شناسایی کرد .

فرایند تشکیل سحابی از فضای میان‌ستاره‌ای آغاز می‌شود و یک سحابی بر اثر تحمل فشار گرانشی، میان بخش‌هایی از فضای میان‌ستاره‌ای متولد می‌گردد. کشش گرانشی متقابل بین ذرات میان‌ستاره‌ای توده‌ای از مواد را در کنار یکدیگر قرار می‌دهد که با گذشت زمان نیز سنگین و سنگین‌تر می‌شود. به نظر می‌رسد در هسته‌ی مرکزی این توده، ستاره‌ی در حال رمبشی وجود دارد و تابش فرابنفش حاصل از یونش آن باعث می‌شود تا گاز اطراف در طول موج‌های مرئی قابل مشاهده گردد.

بیشتر سحابی‌ها ظاهری گسترده و وسیع دارند؛ به طوری که قطر هرکدام می‌تواند از مرتبه‌ی صدها سال نوری باشد. هرچند که سحابی‌ها از فضای میان‌ستاره‌ای اطراف‌شان چگال‌تر هستند، اما حتی نسبت به محیط‌های خلأ ساخته شده بر روی زمین هم سبک‌تر می‌باشند.

به طور خلاصه، سحابی‌ها تنها نقاط آغازین تحول ستاره‌ای نیستند بلکه می‌توانند نقطه‌ی پایانی نیز باشند و بین همه‌ی منظومه‌های ستاره‌ای که کهکشان ما و جهان را پر می‌کنند، ابرها و اجرام سحابی‌گونی کشف شده‌اند که در انتظار تولد نسل بعدی ستارگان‌ هستند.

teachimo.blog.ir

منابع: 

bigbangpage.com

wikipedia.org

nujoom.blogfa.com

daneshnameh.roshd.ir