سحابی ها

[Ehsan]

اگر در یک شب ِ رصدی شرکت کرده باشید قطعا کلمه ی ِ «سحابی» به گوشتان خورده، در بین ِ تصاویر ِ نجومی هم سحابی ها جز ِ پر طرفدار ترین تصاویر هستند و همیشه زیبایی مسحور کننده دارند.

اما براستی سحابی ها چیستند؟ از چه چیز تشکیل شده اند؟ چرا این همه گوناگونی ِ رنگ دارند؟
موضوع ِ این تاپیک بررسی ِ سحابی هاست

[Ehsan]

یه کمی بیشتر راجع به پراکندگی حرف بزنیم

از دیدگاه ِ ذره ای، پراکندگی وقتی رخ می ده که دو تا ذره به هم برخورد کنند، اگر ذره ای در مسیرش یک ذره ی ِ دیگه قرار داشته باشه برخورد می کنه و مسیرش منحرف میشه، درست مثل ِ دو تا توپ:





با توجه به این که نور هم یک ذره حساب میشه (فوتون) در برخورد با اتمها می تونه پراکنده بشه. اما میزان ِ پراکنده شدن به چی بستگی داره؟ توی ِ مثال ِ برخورد ِ ذره ها این به اندازه ی ِ ذره ها بستگی داره. یعنی شما اگر یک توپ ِ فوتبال رو شوت کنی توی ِ یه زمین ِ فوتبال پر از توپهای ِ فوتبال، به احتمال ِ زیاد برخورد اتفاق می افته.

اما اگر یک تیله رو پرت کنی توی ِ همون زمین ِ فوتبال و جای ِ توپ ِ فوتبال تیله بگذاری، به احتمال ِ زیاد برخوردی رخ نمی ده!! چون اندازه ی ِ تیله ها کوچیکه و برخورد به سختی اتفاق می افته.

برای ِ یک موجود در فاز ِ گازی (مثل ِ هوا) هر چه اندازه ی ِ ذرات بزرگتر باشد، احتمال ِ برخورد بالا میره. اما معمولا توی ِ یک سحابی ِ تاریک ما با ذراتی نوعا هم اندازه طرفیم، پس این که چه طول ِ موجهایی و چه طور پراکنده بشن بستگی به اندازه ی ِ فوتون ها داره! اما صبر کن ببینم؟!؟ مگه فوتون اندازه داره؟

تعریف کردن ِ اندازه برای ِ فوتون کلی مشکلات ایجاد می کنه!! اما میشه یه کار ِ دیگه انجام داد: برای ِ چنین حالتی، کمیتی وجود داره به اسم ِ سطح ِ مقطع ِ پراکندگی، سطح ِ مقطع ِ پراکندگی بر خلاف ِ اسم ِ ترسناکش(!) چیز ِ عجیبی نیست، برای ِ دو تا توپ، سطح ِ مقطع ِ پراکندگی دقیقا برابر با اندازه ی ِ توپها هستش! هر چه بیشتر باشه احتمال ِ برخورد بین ِ دو توپ بالا میره.

برای ِ برخورد ِ فوتون و ذره، سطح ِ مقطع ِ پراکندگی باید به اندازه ی ِ کافی بزرگ باشه تا پراکندگی اتفاق بی افته. اما سطح ِ مقطع ِ پراکندگی رو چه چیزی تعیین می کنه؟!؟ حالا بیاید بپریم توی ِ دیدگاه ِ موجی:

از دیدگاه ِ موجی، یک موج چیزهایی که خیلی کوچکتر از طول ِ موجش باشند رو نمی بینه! مثلا نوری که طول ِ موجش 500 نانومتر باشه، چیزهایی از ابعاد ِ 0.1 نانومتری (اتمها) رو نمی بینه و این ذرات ِ 0.1 نانومتری نمی تونند اون رو پراکنده کنند! علت ِ این پدیده رو فعلا بی خیال! اما یه نتیجه ی ِ بسیار جالب پشت ِ این قضیه است: هر چی طول ِ موج کوچکتر باشه، احتمال ِ پراکنده شدن بالا میره.

در واقع از دیدگاه ِ ذره ای این یعنی سطح ِ مقطع ِ پراکندگی با کاهش ِ طول ِ موج زیاد میشه.

در واقع نمودار ِ احتمال ِ پراکنده شدن با طول ِ موج شبیه ِ نمودار ِ پایینه (به این پراکندگی می گم پراکندگی ِ رایلی؛ سطح ِ مقطع ِ پراکندگی با توان ِ چهارم ِ طول ِ موج رابطه عکس داره) :



اما طول ِ موجهای ِ کوچک یعنی چی؟ یعنی نورهای ِ آبی! پس نورهای ِ آبی به احتمال ِ خیلی بیشتری نسبت به قرمز پراکنده میشن. به همین خاطر ما آسمون رو آبی می بینیم چون نور ِ آبی ِ خورشید توی ِ جو پراکنده میشه و نور ِ زرد به ما میرسه، در واقع خورشید سفید رنگه!


این اثر توی ِ سحابی های ِ تاریک و بازتابی مهمه:

سحابی های ِ تاریک و بازتابی از غبار تشکیل شدند که ابعاد ِ این غبار نوعا چند میکرو متر ( چند هزار نانومتر) هستش که خیلی بزرگتر از طول ِ موجهای ِ مرئی هستند پس تقریبا تمام ِ طول ِ موجهای ِ مرئی پراکنده میشن اما طول ِ موجهای ِ آبی بر اساسی که شرح داده شد خیلی بیشتر پراکنده میشن پس ما اغلب ِ سحابی های ِ بازتابی رو آبی رنگ خواهیم دید.

در مورد ِ سحابی های ِ تاریک هم همین پدیده است که می گه چرا اونها تاریک دیده میشن ولی سحابی هایی که تماما از گاز هستند و غباری توی ِ خودشون ندارند، تاریک دیده نمیشن!

باقی ِ بحثها، این که چه طور به وجود میان و چه طور از بین میرن و ... همه اش شبیه ِ سحابی های ِ تاریکه، اصلا سحابی های ِ تاریک و بازتابی دقیقا از یک جنس اند و تنها فرقشون اینه که بغل ِ بازتابی ها یه چراغی روشنه و اونها رو تابان کرده، اما سحابی های ِ تاریک بدبختا هیچ ستاره ای اطرافشون نیست و تاریک دیده میشن! واسه همین هم گفتم پسر خاله هستند!


اینم یه سحابی ِ تاریک-بازتابی که نشون میده اینا از یه جنس اند (m78) :



سوالی هست در خدمتم

[Ehsan]

خیلی خُب مثل ِ این که سوالی نیست!

همان طوری که گفته شد بقیه ی ِ بحثهای ِ راجع به سحابی های ِ بازتابی و تاریک (تشکیل و سر نوشت و ...) دقیقا مثل ِ هم اند چون این دو سحابی دقیقا تنها از لحاظ مشاهده شدن با هم تفاوت دارند و جنسشون یکی هستش. پس این مورد مثل ِ قبلی هاست.

اما مــــــــــــــــــــورد ِ جدید!

سحابی های ِ نشری!
(که معمولا زیباترین سحابی ها هستند)

در مورد سحابی های ِ نشری میشه خیلی جزئی صحبت کرد چون واقعا خیلی گستردگی دارند. (البته منظورم گستردگی ِ اندازه نیست! بلکه انواع ِ زیادی دارند) به همین خاطر یه کمی روند رو عوض می کنیم. فکر کنم تعریف مشخصه چون قبلا ذکر شده با این حال بازم ذکر می کنم: سحابی هایی که دارای ِ خطوط ِ نشری در طیف ِ خودشان هستند. (فعلا سحابی های ِ ترکیبی رو در نظر نگیرید)

حالا با این تفاسیر بیاید قبل از هر کاری (مشخص کردن ِ جنس و اینا...) اول سحابی های ِ نشری رو دسته بندی کنیم و بعد تک تک بریم سراغشون.

خوب بسم الله! منتظریم دوستان دسته بندی کنید

[Behnaz sasani]

اول سحابی های ِ نشری رو دسته بندی کنیم و بعد تک تک بریم سراغشون.

خوب بسم الله! منتظریم دوستان دسته بندی کنید

اون چيزي كه من مي دونم اينه

سحابی ها را عموما" به 5 دسته تقسیم میکنند:

1-گسیلشی(نشری)
2-تاریک (جذبی)
3-بازتابی (انعکاسی)
4-بقایای ابر نواختر
5- سیاره نما
جاي ديگه اي خوندم

سَحابی‌های گُسیلِشی یا سحابی‌های نَشری گونه‌ای از سحابی‌ها در کیهان هستند.
سحابی‌های گازی به صورت کلی در دو دسته طبقه بندی می‌شوند:

• ۱. سحابی پخشنده
• ۲. سحابی سیاره‌نما

سحابی پخشنده نیز به سه دسته گسیلشی، بازتابی و تاریک تقسیم می‌شود سحابی گسیلشی، 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 نسبتا فراوانی از سحابی گسیل می‌شود.
در سحابی‌های گسیلشی اتم‌ها توسط تابش فرابنفش ناشی از ستاره یا ستارگان داغ یونیده شده و به‌دنبال این در نور مرئی تابش دوباره داشته ودیده می‌شوند.
سحابی جبار در کمربند صورت فلکی شکارچی نمونه‌ای از سحابی گسیلشی است. به عقیده دانشمندان سحابی‌های گسیلشی در واقع زایشگاه ستاره‌ای هستند.
حالا نميدونم منظور شما از دسته بندي جزئيتر چيه؟!!

[Ehsan]

اون چيزي كه من مي دونم اينه

....
حالا نميدونم منظور شما از دسته بندي جزئيتر چيه؟!!

منظورم از دسته بندی ِ جزئی تر، دسته بندی ِ جزئی تر ِ سحابی های ِ نشری هستش. یعنی سحابی هایی که طیفشون دارای ِ خطوط ِ نشریه هستش می تونن خیلی با هم فرق داشته باشن واسه همین بهتره دسته بندیشون کنیم. مثلا ما میدونیم که سحابی ِ خرچنگ و سحابی ِ جبار با هم خیلی متفاوت اند اما جفتشون سحابی ِ نشری حساب می شن. پس باید سحابی های ِ نشری رو دسته بندی بکنیم.


چیزی که شما فرمودید دسته بندی ِ کلی تر ِ سحابی هاست که در صفحات ِ گذشته انجامش دایدم

[SSgumS]

1-سحابیهایی که باقیمانده یک انفجار ابر نواختری هستند و دارای ستارگانی فوق العاده درخشان اند و نور فرابنفش این ستارگان موجب یونش هیدروژن و اکسیژن و گسیل نور مشخصی از آن ها می شود (فلوئورسانس) مانند جبار
۲-سحابی های سیاره ای هم که بدنبال فعالیت شدید ستاره ای بوجود می آیند ونور سحابی ناشی از تحریک مواد آن توسط ستاره مرکزی می باشد از جمله سحابیهای نشری به حساب می آیند. (ستاره ای در آخرین مراحل عمر که پوسته ای گازی از خود دفع میکند و این پوسته کم کم بر اثر فشار های داخلی گسترده خواهد شد.) مانند سحابی حلقه
منبع: نجوم به زبان ساده

[solh]

1-سحابیهایی که باقیمانده یک انفجار ابر نواختری هستند و دارای ستارگانی فوق العاده درخشان اند و نور فرابنفش این ستارگان موجب یونش هیدروژن و اکسیژن و گسیل نور مشخصی از آن ها می شود (فلوئورسانس) مانند جبار
۲-سحابی های سیاره ای هم که بدنبال فعالیت شدید ستاره ای بوجود می آیند ونور سحابی ناشی از تحریک مواد آن توسط ستاره مرکزی می باشد از جمله سحابیهای نشری به حساب می آیند. (ستاره ای در آخرین مراحل عمر که پوسته ای گازی از خود دفع میکند و این پوسته کم کم بر اثر فشار های داخلی گسترده خواهد شد.) مانند سحابی حلقه
منبع: نجوم به زبان ساده

و ابرهای داغ اطراف قرص کهکشان که با سرعت زیاد حرکت میکنن ، یا ابرهایی که در فاصله های بسیار دور از ما قرار دارن و دمای زیادی دارن .
و احتمالا سحابی هایی که با پرتوهای کیهانی یونیزه میشن .

[solh]

یه سوال برای من پیش اومد ، گفتم تا ادامه ندادین بپرسم !

در رویدادهایی مثل انفجارهای ابرنواختری ، و یا حتی همین پرتاب پوسته ی ستاره ها ، بعد از یه مدت ابرها دماشون کم میشه و دیگه اون قدر تابش ندارن ، حالا میخوام بدونم مدت زمانش حدودا چقدر طول میکشه !

با این حساب فکر کنم ، دو نوع دیگه هم بتونیم توی این دسته جای بدیم . یکی باقی مانده های ابرنواختری . یکی دیگه هم اینکه یادم هست بعضی از کهکشان ها موادی رو با سرعت زیاد عمود بر کهکشان بو صورت جت هایی به بیرون پرتاب میکنن ، و به خاطر حرکت این کهکشان ها ، این ابرها رو میتونیم پشت کهکشان هم ببینیم . (که با توجه به این که از هسته ی این کهکشان ها پرتو x زیادی دریافت میشود ، حدس میشه زد این فوران ها ناشی از سیاهچاله های بزرگی باشند ) .
فوران های m87


NGC5128


یکی از کهکشان های رادیویی در دجاجه(Cygnus A) که البته خودم شک دارم این مثل اونا باشه ! توی گوگل سرچ کنید از لحاظ دمایی هم چنتا تصویر جالب داره !

(توی اختر فیزیک مقدماتی نوشته قطر هر لکش 17 کیلو پارسکه !)

[Voyager]

سلام و سپاس از مباحث مفید و قشنگی که مطرح کردید

من یک سوالی در مورد شکل فضایی سحابی ها دارم . آیا اونا به شکل صفحه اند ( یعنی ضخامتشون در مقابل طول و عرضشون خیلی کمه ) و یا در سه بعد به طور یکسان پراکنده شدند؟ و چرا اینطوری هستش؟

این سوال بیش تر به دلیل ابری که ستاره ها از اون متولد میشن در ذهن من ایجاد شده . چون اون ابر به صورت یک صفحه چرخان هستش. مثل صفحه منظومه شمسی که همه سیارات و دیگر اجزا در راستای اون می چرخند. حالا چرا این ابر به صورت صفحه در اومده ؟

[پیمان اکبرنیا]

سلام و سپاس از مباحث مفید و قشنگی که مطرح کردید

من یک سوالی در مورد شکل فضایی سحابی ها دارم . آیا اونا به شکل صفحه اند ( یعنی ضخامتشون در مقابل طول و عرضشون خیلی کمه ) و یا در سه بعد به طور یکسان پراکنده شدند؟ و چرا اینطوری هستش؟

این سوال بیش تر به دلیل ابری که ستاره ها از اون متولد میشن در ذهن من ایجاد شده . چون اون ابر به صورت یک صفحه چرخان هستش. مثل صفحه منظومه شمسی که همه سیارات و دیگر اجزا در راستای اون می چرخند. حالا چرا این ابر به صورت صفحه در اومده ؟

سوالات زیبایی پرسیدید

در جواب اولی باید بگم: چیزی که ما از همه سحابی ها می بینیم یک تصویر دو بعدی است اما اونها در حقیقت 3 بعدی هستند. البته بسته به نوعشون میتونند اشکال هندسی مختلفی داشته باشند که متقارن یا نامتقارن به نظر برسند. مثلا سحابی های نشری و تاریک عمدتا تقارن ندارند ولی اکثر سحابی های سیاره نما می توانند 1، 2 یا 3 محور متقارن داشته باشند.

در مورد سوال دوم: دلیل تبدیل شدن سحابی از یک جسم سه بعدی به یک صفحه مثل منظومه شمسی، خود همین چرخش اون هست. در هنگام چرخش حول یک محور، نیروی وارد به تمام ذرات به سمت مرکز هست حالا این نیرو به ذراتی که خارج از صفحه مرکز (مثلا همون صفحه منظومه شمسی) هستند یک مولفه وارد می کنه که اونها را به داخل صفحه می کشونه. یعنی بعد از مدت زمان طولانی به تدریج همه ذرات خارج از صفحه به درون این صفحه کشیده می شوند. همون پدیده ای که در سیارات هم خودش را در پخی سیاره نشون میده. سیارات گازی به دلیل نیروهای ضعیفتر بین ذرات، در اثر دوران کمی از حالت کروی خارج شده و به اصطلاح پخ می شوند. اگر سرعت دوران خیلی زیاد بود این مقدار پخی به حدی می شد که سیاره به صفحه نزدیک می شد (اگر قبلش از هم نمی گسیخت!)

[Ehsan]

یه سوال برای من پیش اومد ، گفتم تا ادامه ندادین بپرسم !

در رویدادهایی مثل انفجارهای ابرنواختری ، و یا حتی همین پرتاب پوسته ی ستاره ها ، بعد از یه مدت ابرها دماشون کم میشه و دیگه اون قدر تابش ندارن ، حالا میخوام بدونم مدت زمانش حدودا چقدر طول میکشه !
.....

حساب کردن ِ این زمان به طور ِ دقیق خیلی راحت نیست با این حال میشه از تحلیل ِ ابعادی استفاده کرد!!!

توان ِ تابشی تقریبا برابر هستش با {دما به توان چهار}*{ثابت اشتفان-بولتزمان}*{مساحت سطح ابر}
انرژی ِ کل هم حدودا برابر هستش با {دما}*{ثابت بولتزمان}*{حجم}*{چگالی ِ عددی}

تقسیم ِ انرژی ِ کل به توان ِ تابشی مقیاس ِ زمانی ِ سرد شدن رو به دست میده، چگالی ِ عددی و دما اعدادی هستند که که معمولا بازه ی ِ مشخصی دارند و از رصد ها و منابع ِ اخترفیزیکی میشه تعیین کرد.

نسبت ِ حجم به مساحت هم نوعا از مرتبه ی ِ اندازه ی ِ سحابی هستش. با این حساب میشه این زمان ِ سرد شدن رو به راحتی حساب کرد.

با این حساب فکر کنم ، دو نوع دیگه هم بتونیم توی این دسته جای بدیم . یکی باقی مانده های ابرنواختری . یکی دیگه هم اینکه یادم هست بعضی از کهکشان ها موادی رو با سرعت زیاد عمود بر کهکشان بو صورت جت هایی به بیرون پرتاب میکنن ، و به خاطر حرکت این کهکشان ها ، این ابرها رو میتونیم پشت کهکشان هم ببینیم . (که با توجه به این که از هسته ی این کهکشان ها پرتو x زیادی دریافت میشود ، حدس میشه زد این فوران ها ناشی از سیاهچاله های بزرگی باشند ) .

خوب با این حساب ما تا الان برای ِ سحابی های ِ نشری این ها رو گفتیم:

1.سحابی های ِ سیاره نما
2.بقایای ِ ابر نو اختری
3.ابرهای ِ داغ ِ درون کهکشان
4. بقایای ِجتهای ِ کهکشان ها

به نظرم هنوز هم میشه روشون بحث کرد این که یکی رو ادغام کنیم یا تعریفش رو دقیق تر بکنیم و غیره...

کسی نظری نداره؟