چگونه دنباله‌دارها تشکیل می‌یابند، از کجا می‌آیند و چرا مدارهایشان متفاوت است

دنباله‌دارها اغلب به‌عنوان گلوله‌های یخی کیهانی توصیف می‌شوند: اجسام جامد ساخته شده از سنگ، گرد و غبار و گازهای منجمد که به دور خورشید می‌گردند، بر اساس دیدگاه کلی ناسا درباره دنباله‌دارها. بعید از خورشید، هسته یخی دنباله‌دار، به نام nucleus، کوچک است - ناسا آن را تقریباً به اندازه یک شهر کوچک مقایسه می‌کند. هنگامی که دنباله‌دار به خورشید نزدیک می‌شود، گرما باعث تبخیر آن گازهای منجمد می‌شود، که یک سر درخشان به نام coma ایجاد می‌کند که می‌تواند بزرگ‌تر از اکثر سیارات شود، به‌علاوه دنباله‌ای از گرد و غبار و گاز که می‌تواند برای میلیون‌ها مایل کشیده شود.

دنباله‌دارها کجا متولد می‌شوند

بر اساس ناسا، دنباله‌دارها بقایای متبقی از تشکیل منظومه شمسی هستند. به جای اینکه به طور تصادفی در منظومه شمسی پراکنده شوند، بیشتر آن‌ها در دو منطقه ذخیره‌سازی متمایز متمرکز هستند: کمربند کایپر، که فراتر از مدار نپتون شروع می‌شود، و ابر اورت بسیار دور‌تر، همانطور که صفحه حقایق کمربند کایپر ناسا بیان می‌کند.

کمربند کایپر منطقه‌ای به شکل چنبره از اجسام یخی است که نزدیک مدار نپتون شروع می‌شود، حدود 30 واحد نجومی (AU) از خورشید، و تا حدود 50 واحد نجومی در بخش اصلی‌اش امتداد می‌یابد، با یک دیسک پراکنده‌تر که تقریباً تا 1000 واحد نجومی می‌رسد، بر اساس ناسا. این کمربند به نام ستاره‌شناس جرارد کایپر نام‌گذاری شده است، که کار نظری درباره اجسام فراسنپتونی را در سال 1951 منتشر کرد، اگرچه کشف‌های واقعی اجسام کمربند کایپر تا اوایل دهه 1990 شروع نشد (پلوتو، که در سال 1930 کشف شد، اولین جسم این نوع بود که شناسایی شد، اگرچه در آن زمان به عنوان چنین شناخته نشد). بیش از 2000 جسم تا کنون در آنجا فهرست‌شده است، و دانشمندان تخمین می‌زنند که صدها هزار اجسام بزرگ‌تر از 60 مایل (100 کیلومتر) در این منطقه وجود دارند، ناسا می‌گوید.

ابر اورت بسیار فراتر از کمربند کایپر قرار دارد، صدها میلیارد کیلومتر از خورشید امتداد می‌یابد، بر اساس آژانس فضایی اروپا (ESA). تصور می‌رود که فاصله گسترده‌ای و اثرات گرانشی ستاره‌های گذرا و کشش جزری کهکشان، آن را به شکل کروی درآورند، بر خلاف کمربند کایپر صاف‌تر و دیسک‌مانند.

چرا مدارها متفاوت هستند: دنباله‌دارهای کوتاه‌مدت در برابر دراز‌مدت

مخزنی که دنباله‌دار از آن سرچشمه می‌گیرد، نحوه طبقه‌بندی مدار آن توسط ستاره‌شناسان را تعیین می‌کند. صفحه مأموریت Comet Interceptor آژانس فضایی اروپا، چندین دسته را بر اساس دوره مداری و زاویه‌ای که دنباله‌دار نسبت به صفحه سیارات (خورشید‌گرایی) در حال حرکت است، تمایز می‌گذارد.

دنباله‌دارهای خانواده مشتری در کمتر از 20 سال مدار خود را تکمیل می‌کنند و نزدیک صفحه سیاره‌ای، نزدیک مدار مشتری حرکت می‌کنند؛ مسیرهای آن‌ها کاملاً تحت تأثیر گرانش مشتری هستند، بر اساس آژانس فضایی اروپا. دنباله‌دارهای نوع هالی دوره‌ای 20 تا 200 سال دارند، بین مدارات مشتری و پلوتو حرکت می‌کنند، و می‌توانند با هر زاویه‌ای از 0 تا 90 درجه نسبت به صفحه سیارات به خورشید نزدیک شوند - دنباله‌دار هالی، که تقریباً هر 76 سال بازمی‌گردد، نمونه‌ای بسیار معروف است که توسط آژانس فضایی اروپا ذکر شده است.

هر دو دنباله‌دارهای خانواده مشتری و دنباله‌دارهای نوع هالی به‌عنوان دنباله‌دارهای کوتاه‌مدت طبقه‌بندی می‌شوند، و صفحه کمربند کایپر ناسا بیشتر دنباله‌دارهای کوتاه‌مدت خانواده مشتری را به برخورد‌هایی در کمربند کایپر نسبت می‌دهد که قطعات را به سمت خورشید تحت تأثیر گرانش نپتون می‌فرستند.

برعکس، دنباله‌دارهای دراز‌مدت دوره‌های مداری 200 سال تا بیش از یک میلیون سال دارند، آژانس فضایی اروپا بیان می‌کند. این دنباله‌دارها به‌ندرت منظومه شمسی داخلی را وارد می‌کنند و تمایل دارند از جهات و زوایای تقریباً تصادفی بیایند و نه اینکه صفحه سیاره‌ای را دنبال کنند - الگویی که با منشأ در ابر اورت تقریباً کروی هماهنگ است نه کمربند کایپر صاف. از آنجا که دنباله‌دارهای دراز‌مدت به‌ندرت از نزدیک مشاهده می‌شوند، مأموریت Comet Interceptor آژانس فضایی اروپا هدف آن است که اولین مأموریتی باشد که یکی را از نزدیک مطالعه کند.

سایر دسته‌های مداری

آژانس فضایی اروپا همچنین دنباله‌دارهای سوزان (کسی‌خوار) را توصیف می‌کند، که بسیار نزدیک به خورشید می‌گذرند و اغلب از گرما فروپاشی یا تبخیر می‌شوند، و دنباله‌دارهای غیرتناوبی که می‌توانند از دیدارهای نزدیک با سیارات سرعت کافی کسب کنند تا کاملاً از جاذبه خورشید فرار کنند و منظومه شمسی را ترک کنند. جداگانه، اجسام بین‌ستاره‌ای مانند 1I/'Oumuamua تصور می‌رود که دنباله‌دارهای خارج‌سیاره‌ای هستند که حول ستاره‌های دیگر تشکیل یافتند پیش از آنکه از منظومه شمسی ما عبور کنند، بر اساس آژانس فضایی اروپا.

دنباله‌دارها از چه چیزی ساخته شده‌اند

ناسا دنباله‌دارها را ساخته شده از سنگ، گرد و غبار و گازهای منجمد توصیف می‌کند. مواد در کمربند کایپر به‌طور خاص توسط ناسا به‌عنوان بقایای یخی حاوی سنگ، یخ آب، آمونیاک و متان توصیف می‌شوند، با برخی اجسام بیش از 600 مایل (حدود 965 کیلومتر) عرض داشته باشند، از جمله سیارات کوتوله مانند پلوتو و اریس که منطقه را به اشتراک می‌گذارند. ناسا همچنین بیان می‌کند که کل جرم تخمین‌زده شده کمربند کایپر بیش از حدود 10% از جرم زمین نیست.

در طول عبور‌های مکرر نزدیک خورشید، یخ دنباله‌دار به‌تدریج تخلیه می‌شود. صفحه کمربند کایپر ناسا یادداشت می‌کند که چنین دنباله‌دارهایی می‌توانند در نهایت بیکار شوند، دیگر coma و دنباله مرئی را تولید نمی‌کنند که دنباله‌دارهای فعال را مشخص می‌کند.