هر آنچه باید درباره سحابی جبار (Orion Nebula) بدانید
اگر در شب‌های زمستان به صورت فلکی جبار نگاه کنید، درست زیر سه ستاره کمربند جبار، لکه‌ای محو و مه‌آلود دیده می‌شود که همان سحابی جبار یا M42 است. این جرم آسمانی در حقیقت ابر عظیمی از گاز و غبار میان‌ستاره‌ای است که ستاره‌های تازه در دل آن شکل می‌گیرند. اخترشناسان این ناحیه را نزدیک‌ترین محل بزرگ تولد ستاره‌ها نسبت به زمین می‌دانند و به همین دلیل دهه‌هاست که به‌عنوان آزمایشگاهی طبیعی برای مطالعه مراحل اولیه شکل‌گیری منظومه‌های ستاره‌ای مورد بررسی قرار می‌گیرد.
آنچه سحابی جبار را از بسیاری از سحابی‌های دیگر متمایز می‌کند، فعالیت شدید درون آن است. توده‌های متراکم هیدروژن و غبار دائماً تحت تأثیر نیروی گرانش فشرده می‌شوند و از میان آن‌ها ستاره‌های جوان پدید می‌آیند. هم‌زمان، تابش فرابنفش ستاره‌های پرجرم، گازهای اطراف را یونیده می‌کند و باعث درخشش بخش‌های مختلف سحابی می‌شود؛ پدیده‌ای که امروز در تصاویر تلسکوپ هابل و جیمز وب با جزئیاتی کم‌سابقه دیده می‌شود.
سحابی جبار با نام‌های M42 و NGC 1976 شناخته می‌شود و یک سحابی گسیلشی بسیار بزرگ در صورت فلکی جبار است. این جرم آسمانی بخشی از مجموعه عظیم ابر مولکولی جبار به شمار می‌رود و محیطی فعال برای شکل‌گیری ستاره‌های تازه است. تابش شدید ستاره‌های جوان و پرجرم، گاز هیدروژن موجود در سحابی را یونیده می‌کند و همین فرایند باعث درخشش گسترده آن در طول موج‌های مرئی و فروسرخ می‌شود. پژوهش‌های ناسا و تلسکوپ هابل نشان داده‌اند که هزاران ستاره جوان در این ناحیه قرار دارند و بسیاری از آن‌ها هنوز در مراحل آغازین رشد هستند.
موقعیت سحابی جبار در آسمان
برای پیدا کردن سحابی جبار لازم نیست ابزار حرفه‌ای در اختیار داشته باشید. کافی است در شب‌های پاییز یا زمستان صورت فلکی جبار را پیدا کنید؛ صورت فلکی‌ای که با سه ستاره هم‌ردیف کمربندش به‌راحتی شناخته می‌شود. کمی پایین‌تر از این سه ستاره، سه جرم دیگر قرار گرفته‌اند که «شمشیر جبار» را تشکیل می‌دهند. جرم میانی این بخش همان سحابی جبار است و در آسمان تاریک به شکل لکه‌ای کم‌نور و مه‌آلود دیده می‌شود.
مختصات سماوی این سحابی حدود ۵ ساعت و ۳۵ دقیقه در بعد و ۵ درجه جنوبی در میل آسمانی است. به همین دلیل از بخش زیادی از نیمکره شمالی و سراسر نیمکره جنوبی قابل مشاهده است. زمانی که جبار در نزدیکی نصف‌النهار محلی قرار می‌گیرد، سحابی نیز در بیشترین ارتفاع خود دیده می‌شود و شرایط مناسب‌تری برای رصد با دوربین دوچشمی یا تلسکوپ فراهم می‌شود.
فاصله سحابی جبار از زمین
اندازه‌گیری فاصله این سحابی در طول سال‌ها چند بار بازنگری شده است. فناوری‌های جدید مانند تداخل‌سنجی رادیویی و اندازه‌گیری اختلاف منظر باعث شدند مقدار دقیق‌تری نسبت به گذشته به دست آید. امروزه بیشتر پژوهش‌ها فاصله سحابی جبار را حدود ۱۳۴۰ تا ۱۳۵۰ سال نوری اعلام می‌کنند، هرچند ناسا در برخی صفحات آموزشی همچنان عدد تقریبی ۱۵۰۰ سال نوری را نیز به‌کار می‌برد.
این اختلاف به معنای اشتباه بودن داده‌ها نیست؛ بلکه نتیجه روش‌های متفاوت اندازه‌گیری و گرد کردن اعداد در منابع عمومی است. حتی با این تفاوت جزئی، سحابی جبار همچنان نزدیک‌ترین ناحیه وسیع ستاره‌زایی به منظومه شمسی محسوب می‌شود و همین فاصله نسبتاً کم باعث شده جزئیات ساختار داخلی آن با دقت بسیار بالا مطالعه شود.
ابعاد واقعی سحابی جبار
قطر ناحیه درخشان سحابی حدود 24 سال نوری برآورد می‌شود، اما اگر بخش‌های کم‌نور اطراف نیز در نظر گرفته شوند، گستره آن به حدود 40 سال نوری می‌رسد. این ابر عظیم تنها بخش کوچکی از ابر مولکولی جبار است که صدها سال نوری امتداد دارد. اندازه بزرگ سحابی باعث شده ستاره‌شناسان بتوانند مراحل مختلف تولد ستاره‌ها را در بخش‌های گوناگون آن بررسی کنند.
دمای بخش‌های مختلف سحابی
دمای سحابی در همه نقاط یکسان نیست و بسته به نوع ماده تغییر می‌کند:
- گاز یونیده: حدود 8000 تا 10000 کلوین
- نواحی مولکولی سرد: چند ده کلوین
- غبار میان‌ستاره‌ای: حدود 30 تا 70 کلوین
- بخش‌های نزدیک ستاره‌های پرجرم: دمای بالاتر به دلیل تابش شدید فرابنفش
- نواحی محافظت‌شده پشت توده‌های متراکم: دمای بسیار کمتر از محیط یونیده
تاریخ کشف و رصد سحابی جبار
در منابع تاریخی آمده است که این جرم آسمانی در سال ۱۶۱۰ توسط ستاره‌شناس فرانسوی نیکولا-کلود فابری دو پیرسک ثبت شد. چند دهه بعد، کریستیان هویگنس با استفاده از تلسکوپ، نخستین ترسیم نسبتاً دقیق از ساختار مرکزی سحابی را منتشر کرد و توجه جامعه علمی را به این ناحیه جلب کرد.
رصد سحابی جبار در قرن‌های بعد نیز ادامه یافت. شارل مسیه در سال ۱۷۶۹ آن را به‌عنوان چهل‌ودومین جرم فهرست خود ثبت کرد و نام M42 از همان زمان رواج پیدا کرد. در سال ۱۸۸۰ نیز هنری دریپر موفق شد نخستین تصویر نجومی از یک سحابی را با نوردهی طولانی ثبت کند؛ تصویری که آغاز دوره تازه‌ای در عکاسی نجومی به شمار می‌آید و راه را برای مطالعه دقیق‌تر اجرام اعماق آسمان باز کرد.
چرا با نام M42 شناخته می‌شود؟
حرف M مخفف نام شارل مسیه، ستاره‌شناس فرانسوی، است. او فهرستی از اجرام غیرستاره‌ای تهیه کرد تا شکارچیان دنباله‌دار این اجرام را با دنباله‌دار اشتباه نگیرند. سحابی شکارچی چهل‌ودومین جرم این فهرست بود و به همین دلیل شماره 42 را دریافت کرد. نام NGC 1976 نیز از «فهرست عمومی جدید» یا New General Catalogue گرفته شده که بعدها برای طبقه‌بندی اجرام اعماق آسمان تدوین شد.
نحوه شکل‌گیری سحابی شکارچی
سحابی جبار بخشی از یک ابر مولکولی بسیار بزرگ است که بر اثر ناپایداری گرانشی، بخش‌هایی از آن شروع به رمبش کرده‌اند. با افزایش چگالی، هسته‌های گازی به پیش‌ستاره تبدیل می‌شوند و پس از آغاز همجوشی هسته‌ای، ستاره‌های جوان شکل می‌گیرند. تابش فرابنفش ستاره‌های پرجرم تازه‌متولدشده، گازهای اطراف را یونیده می‌کند و ساختارهای حفره‌ای، ستون‌های گازی و موج‌های ضربه‌ای را به وجود می‌آورد. این فرایند هنوز هم در سحابی ادامه دارد و به همین دلیل M42 آزمایشگاهی طبیعی برای مطالعه تولد ستاره‌ها محسوب می‌شود.
ترکیب گازها و غبار در سحابی جبار
بخش عمده جرم این سحابی از هیدروژن تشکیل شده است و پس از آن هلیوم بیشترین سهم را دارد. مقدار کمی عناصر سنگین‌تر مانند اکسیژن، گوگرد، کربن و نیتروژن نیز در آن وجود دارد که خطوط طیفی شناخته‌شده‌ای تولید می‌کنند. میان این گازها، ذرات بسیار ریز غبار کیهانی پراکنده شده‌اند. همین غبارها در بعضی نواحی نور را جذب می‌کنند و در بخش‌های دیگر، نور ستاره‌های جوان را بازتاب می‌دهند. بررسی طیف این مواد اطلاعات ارزشمندی درباره ترکیب شیمیایی و شرایط فیزیکی محیط زایش ستاره‌ها در اختیار اخترشناسان قرار داده است.
فرایند تولد ستاره‌ها در سحابی شکارچی
در این ناحیه مراحل مختلف تشکیل ستاره به‌طور هم‌زمان مشاهده می‌شود:
- رمبش بخش‌های متراکم ابر مولکولی بر اثر گرانش
- تشکیل پیش‌ستاره در مرکز توده‌های گازی
- ایجاد قرص‌های گازی و غباری پیرامون پیش‌ستاره
- آغاز همجوشی هسته‌ای در هسته ستاره
- شکل‌گیری بادهای ستاره‌ای و جت‌های پرسرعت
- تأثیر تابش فرابنفش ستاره‌های پرجرم بر محیط اطراف
- پراکنده شدن بخشی از گازها و ادامه تولد نسل‌های جدید ستاره‌ها
تلسکوپ‌هایی که سحابی جبار را بررسی کرده‌اند
چند رصدخانه نقش مهمی در مطالعه این سحابی داشته‌اند:
- تلسکوپ فضایی هابل
- تلسکوپ فضایی جیمز وب
- رصدخانه جنوبی اروپا (VLT)
- تلسکوپ فضایی اسپیتزر
- آرایه بسیار بزرگ VLA
- تلسکوپ گرین بنک
آیا سحابی جبار با چشم غیرمسلح دیده می‌شود؟
بله، سحابی جبار در شرایط مناسب با چشم غیرمسلح قابل مشاهده است. قدر ظاهری این جرم حدود ۴ است و به همین دلیل در آسمان تاریک، دور از آلودگی نوری شهرها، به‌صورت لکه‌ای محو در بخش «شمشیر جبار» دیده می‌شود. برخلاف ستاره‌ها که به شکل نقطه‌های نورانی دیده می‌شوند، سحابی جبار ظاهری مه‌آلود دارد و جزئیات ساختار آن با چشم قابل تشخیص نیست. مناسب‌ترین زمان رصد برای ساکنان نیمکره شمالی معمولاً از آبان تا اسفند است؛ زمانی که صورت فلکی جبار در ساعات اولیه شب ارتفاع مناسبی از افق دارد.
استفاده از دوربین دوچشمی یا تلسکوپ‌های کوچک تفاوت چشمگیری در کیفیت مشاهده ایجاد می‌کند. یک دوربین دوچشمی 10×50 یا تلسکوپی با دهانه ۷۰ تا ۱۰۰ میلی‌متر می‌تواند بخش روشن مرکزی سحابی و خوشه ستاره‌ای ذوزنقه (Trapezium Cluster) را نشان دهد؛ خوشه‌ای که از چند ستاره جوان و پرجرم تشکیل شده و نقش مهمی در یونیده کردن گازهای اطراف دارد. تلسکوپ‌های بزرگ‌تر و تصاویر ثبت‌شده توسط رصدخانه‌هایی مانند هابل و جیمز وب نیز هزاران ستاره جوان، قرص‌های پیش‌سیاره‌ای و رشته‌های پیچیده گاز و غبار را آشکار کرده‌اند؛ جزئیاتی که با چشم انسان قابل مشاهده نیستند.
