رصد و ثبت بارش های شهابی

شبی صاف و تاریک یک رصدگر زیرک ممکن است در هر ساعت چند شهاب ببیند. به این شهاب ها که در جاهای مختلف آسمان مشاهده می شوند، شهاب های پراکنده گفته می شود. اما در برخی از شهاب ها تعداد شهاب ها به طور چشمگیری افزایش می یابد وممکن است به دهها شهاب در ساعت و حتی بیشتر هم برسد. در این صورت به این پدیده بارش شهابی می گوییم. بارش های شهابی هنگامی روی می دهند که زمین در مدار خود با توده ای از ذرات جامد برخوردکند. منشاء بسیار ی از این ذرات ، دنباله دارها هستند. این صخره های یخی با حرکت در مدار خود ذرات ریزی به جا می گذارند.
با نزدیک شدن دنباله دار به خورشید تعداد ذرات به جای مانده افزایش می یابد بنابراین مدار دنباله دار پر از ذراتی می شود که با همان سرعت دنباله دار و تقریبا" در همان مدار به دور خورشید می گردند . اگر فاصله ی ذرات تا مدار زمین کمتر از ۰/۰۸ واحد نجومی (حدود ۱۲ میلیون کیلومتر ) باشد، ممکن است بارش شهابی به وجود آید . به دلیل حرکت تناوبی منظم زمین به دور خورشید ، سیاره ما در زمان مشخصی از سال به نزدیکی مدار دنباله دار می رسد و با برخورد با این ذرات پراکنده ، بارش شهابی در آسمان رخ می دهد . ذرات پدید آورنده منشأ بارش های شهابی تقریبا" در مسیر هایی موازی یکدیگر و با سرعت یکسانی وارد جو می شوند . عمل سوختن و یونیزه شدن نیز بیشتر در ارتفاع ۸۰ تا ۱۲۰ کیلومتری بالای سطح زمین رخ می دهد . این فاصله برای ناظری که روی سطح زمین ایستاده ، فاصله ی بسیار دوری است . بنابراین به دلیل اثر پرسپکتیو چنین به نظر او می رسد که شهاب ها از یک نقطه ی آسمان خارج می شوند. به این نقطه کانون بارش می گویند .
البته به دلیل سرعت اولیه ذرات به جا مانده از دنباله دار و اختلاف ناچیز سرعت ذرات با یکدیگر ، کانون دقیقا" یک نقطه نیست ، بلکه محدوده ی کوچکی در آسمان است . بارش های شهابی به اسم صورت فلکی نامگذاری می شوند که کانون بارش در زمان اوج فعالیت در آن قرار دارد . مثل بارش شهابی برساوشی که کانون آن در صورت فلکی برساوش است . اگر کانون دو یا چند بارش در یک صورت فلکی باشد ، از نام ستاره درخشان نزدیک کانون هم استفاده می شود ، مانند بارش اتا – دلوی یا دلتا –دلوی . گاهی اوقات هم برای مشخص کردن چندین بارش در یک صورت فلکی از نام ماه اوج بارش استفاده می کنند ، مثل ژوئن شلیاقی .
●چگونه بارش شهابی را رصد کنیم
اختر شناسان بارش های شهابی را با روش های مختلفی همچون رصد مرئی ، رادیویی با تصویربرداری ویدئویی و حتی با تلسکوپ ( در برخی از بارش های کم شمار ) بررسی می کنند. با این روش ها ، تا کنون بیش از ۵۰ بارش شهابی بررسی شده است. یکی از رایج ترین و کم هزینه ترین روش ها، رصد مرئی است ، یعنی تماشای مستقیم شهاب ها که به یکی از علاقه مندی های اصلی منجمان آماتور امروز تبدیل شده است. جدول ۱ ، مهم ترین بارش های شهابی سال را مشخص شده است. بررسی بارش های شهابی از اوایل قرن نوزدهم میلادی و به ویژه پس از ظهور با شکوه بارش شهابی اسدی در سال ۱۸۳۳ میلادی جنبه ی علمی به خود گرفت و در دو قرن گذشته نتایج رصد های آن در مجلات مختلفی به چاپ رسیده است.
نخستین پرسش منجمان آماتور برای آغاز رصد بارش های شهابی این است که چه چیز هایی را باید رصد کنیم؟ چگونه رصد کنیم و رصد هایمان را ثبت کنیم ؟ پاسخ این پرسش وابسته به هدف از رصد بارش شهابی است. گاهی رصدگر با وجود آنکه دلباخته ی زیبایی های آسمان شب است اما فقط به منظور تماشای این پدیده چشم به آسمان دوخته است . او از دیدن هر تیر شهاب لذتی بی اندازه می برد . اما رصدگر دیگری قصد دارد در کنار این شوق زیبا ، کار علمی انجام دهد . در این حالت باید در ثبت مواردی از بارش شهابی کوشش کند تا گزارش او کاربرد علمی داشته باشد . هر شهابی که در آسمان ظاهر می شود ، دارای مشخصاتی است که لازم است ابتدا با آنها آشنا شویم :
●قدر :
شهاب ها هم مانند ستاره ها درخشندگی متفاوتی دارند که با مقیاس قدر بیان می شود.قدر شهاب بیانگر مقدار روشنایی آن در هنگام اوج درخشش است. قدر شهاب را به کمک مقایسه ی درخشندگی اش با ستاره ها می توان تعیین کرد که البته این کار تقریبی است و با تمرین و تجربه می توان دقت آن را بالا برد(جدول ۲) . البته ارتفاع ظهور شهاب و در نتیجه اثر جو زمین موجب افت درخشندگی شهاب می شود. در صورتی که ارتفاع شهاب بیش از ۶۵ درجه از افق باشد، این اثر محسوس نیست. ولی در ارتفاع ۴۵ تا ۶۵ این افت نورانیت به به اندازه ی نیم واحد قدر است و با کاهش ارتفاع شهاب در آسمان این اثر بیشتر می شودبه طوری که افت درخشندگی در ارتفاع حدود ۱۵ درجه به ۳ واحد قدر می رسدکه باید به نوعی در ثبت اطلاعات در نظر گرفته وتصحیح شود.
●طول رد:
برخی از شهاب ها رد بلند و برخی دیگر ردی کوتاه دارند . طول ظاهری مسیری که یک شهاب طی می کند طول رد گفته می شود و بر حسب درجه بیان می شود. برای اندازه گیری این کمیت می توانید از همان مقیاس های رایج زاویه سنجی استفاده کنید .
●رنگ:
شهاب ها رنگ های مختلفی دارند . وقتی جسم سازنده ی شهاب ( شهابواره ) وارد جو می شود ، با برخورد به مولکول های گاز می سوزد و گرمای آن موجب یونیزه شدن گازهای اطراف می شود . رنگ شهاب نشان دهنده ی رنگ عنصری است که بیش از همه یونیزه شده است . به عنوان مثال رنگ سبز نشان دهنده ی اکسیژن جو ، رنگ آبی مربوط به نیتروژن جو و رنگ زرد مربوط به سدیم موجود در شهابواره است . اگر هم سرعت شهاب بسیار زیاد باشد معمولا" به رنگ سفید دیده می شود.
●مدت دوام:
درخشش شهاب ها نا پایدار است و به سرعت خاموش می شوند. شما فقط می توانید شهاب ها را بر حسب مدت دوامشان به چند دسته سریع ، متوسط و کند تقسیم کنید . البته به کمک روشی در عکاسی از شهاب ها می توان مدت دوام آن ها را تعیین کرد. روش کار به این صورت است که پنکه ای کوچک را در جلوی عدسی دوربین عکاسی نصب می کنیم و عکاسی بلند مدت را آغاز می کنیم. به دلیل حرکت متناوب پره ی پنکه از جلوی دریچه ی دوربین در صورتی که شهابی از میدان دید دوربین بگذرد، تصویر شهاب درآن یک خط پیوسته نخواهد بود و تصویر منقطع است. با شمارش تعداد برش های رد شهاب و آگاهی از تعداد دور موتور پنکه در ثانیه می توان مدت دوام شهاب را تعیین کرد.
●دود:
بعضی از شهاب ها پس از خاموشی ، از خود در آسمان رد دود مانندی به جا می گذارند. دود آذر گوی ها ، یعنی شهاب های پرنورتر از سیاره زهره تا چند دقیقه در آسمان دیده می شود. اما سرانجام برا ثر جابه جایی لایه های جوی ، پخش و ناپدید می شود .●سرعت ساعتی سمت الرأسی :
مهمترین مشخصه هر بارش ، تعداد شهاب های آن است . بارش های شهابی هر سال در زمان مشخصی روی می دهند . در دوره ای چند روزه ، هنگامی که زمین از مدار دنباله دار مزبور می گذرد . تعداد شهاب ها به میزان قابل توجهی افزایش و سپس کاهش می یابد . بیشترین تعداد شهاب های هر بارش را با کمیتی به نام " سرعت ساعتی سمت الرأسی " ( ZHR ) بیان می کنند . ZHR تعداد شهاب های قابل مشاهده برای یک نفر در مدت یک ساعت و در شرایط مناسب است . یعنی در شرایطی که کانون بارش در سمت الرأس ( بالاترین نقطه در آسمان ) و آسمان کاملا" صاف و تاریک باشد. منظور از آسمان تاریک ، آسمانی با حد قدر ۶/۵ است .در واقع ZHRنرخ ساعتی شهاب ها است که واقع گرایانه حساب شده است.
ولی از آنجا که به طور معمول این شرایط فراهم نیست، اختر شناسان تلاش می کنند تا آن را محاسبه و حتی پیش بینی کنند. اما کار به این سادگی ها هم نیست. بسیار اتفاق می افتد که در یک شب دو یا چند بارش فعال هستند و شما برای محاسبه ZHR هر بارش لازم است شهاب های بارش های مختلف را از هم تفکیک کنید. بعضی از شهاب ها هم پراکنده هستند. اصولا" شهاب های پراکنده به شهاب هایی گفته می شوند که جزء هیچ یک از بارش های شناخته شده نباشند. بنابر این باید به شهاب های پراکنده هم توجه کنید. از طرف دیگر شهاب های یک بارش دقیقا" از خود کانون ظاهر نمی شوند. اگر رصد گری رد یک شهاب را در جهت معکوس ادامه دهد به کانون ختم می شود. شهاب های یک بارش حتی در فاصله ی بیش از۵۰ درجه ای کانون هم ظاهر می شوند.
اگر رصد گری بخواهد به همه ی این مسائل توجه کند و مشخصات شهاب ها را هم تخمین بزند و یادداشت کند ، با مشکل مواجه می شود. اما ناراحت نباشید، با یک رصد گروهی و تقسیم کارها می توانید به تمامی این نکات توجه کنید و یک گزارش کامل به دست آورید. یا آنکه به صورت فردی رصد کنید و فقط بخشی از آسمان را زیر نظر بگیرید و سپس ZHR را برای سراسر آسمان تخمین بزنید. در بارش های شهابی که تعداد شهاب ها به بیش از چند صد عدد در ساعت می رسد ( مثل بارش اسدی در سال های اخیر ) دیگر فرصتی برای ثبت تمام مشخصات شهاب ها نیست . در چنین شرایطی مهمترین مشخصه ها مثل تعداد شهاب های بارش مورد نظر در بازه های زمانی مختلف و وضعیت رصدی آسمان ( مثل حد قدر و در صد ابری بودن آسمان ) ثبت می شوند.
●آغاز رصد
پس آرام آرام به جلو می رویم . کار بعدی ، رصد بارش شهابی است . نخستین کار پیدا کردن یک مکان مناسب است . این مکان باید تاریک و با افقی نسبتا" باز باشد . هر چه آسمان تاریکتر باشد ، شهاب های بیشتری خواهید دید . حتما" لباس گرم ، زیرانداز ، چراغ قوه بزرگ و کوچک ، دفترچه یادداشت ، ساعت و دیگر ضروریات رصد را به همراه داشته باشید . قبل از شروع رصد با استفاده از ستاره ها در مورد تخمین قدر و طول رد شهاب ها تمرین کنید . بسته به تعداد افراد گروهتان آسمان را به چند بخش تقسیم کنید . این بخش ها نباید وجه اشتراکی با یکدیگر داشته باشند . برای هر بخش آسمان دو نفر را در نظر بگیرید ، یکی برای رصد و یک نفر هم مأمور ثبت مشخصات شهاب ها .رصد را از زمانی شروع کنید که ارتفاع کانون بارش حداقل ۱۵ درجه باشد . کل شب رصد هایتان را به بازه هایی زمانی تقسیم کنید . مدت هر بازه به تعداد شهاب ها بستگی دارد . مثلا" می توانید بازه ها را ۳۰ دقیقه ای انتخاب کنید و در صورت افزایش شهاب ها به ۱۵ دقیقه کاهش دهید و اگر با طوفانی از شهاب ها در آسمان روبه رو شدید ، باز هم بازه ها را کوتاه تر کنید، مثلا" ۵ دقیقه . چرا که پس از رصد باید سرعت ساعتی سمت الراسی را برای هر رصد گر و در هر بازه زمانی محاسبه کنید و با کوتاه کردن بازه های زمانی دقت را بالا می برید .
●وظایف رصد گران
در رصد گروهی بارش شهابی ، هر یک از افراد گروه وظیفه و کار متفاوتی دارند :
۱ -تعیین حد قدر محدوده رصدی خود . نرخ شهاب ها تابع حساسی از حد قدر است . اگر ماه در آسمان نباشد . حد قدر آسمان طی نیمه شب چندان تغییر نمی کند . سعی کنید در هر یک یا دو ساعت یک بار حد قدر را تعیین کنید .
- ۲ تشخیص آنکه شهاب ها مربوط به یک بارش است یا پراکنده است . با داشتن اطلاعاتی از بارش های فعال در آن شب نوع بارش را تعیین کنید.(جدول ۱ )به عنوان مثال در شب ۲۱و۲۲ مرداد هم بارش برساوشی فعال است و هم دلتا-دلوی جنوبی و شمالی و هم آنکه ممکن است شهاب های پراکنده دیده شوند .
- ۳ تخمین و اعلام مشخصات شهاب : مهمترین مشخصه ، قدر شهاب است . برای شروع کار ، تقریب یک قدر کافی است . مشخصه بعدی طول رد است . دقت ۵ درجه برای این مورد کفایت می کند و دقت بالاتر با توجه به توانایی چشم انسان غیر عملی به نظر می رسد . رنگ شهاب را هم تا حدودی می توان تعیین کرد.
- ۴تعیین زمان مفید رصد در هر بازه : ممکن است در هر بازه رصدی ، تمام دقایق آن مفید نباشد . در این صورت با کم کردن تقریبی زمان تلف شده ، زمان مفید را تعیین واعلام کنید.
● وظایف نویسنده ها
- ۱ ثبت مشخصات اولیه مثل تاریخ ، بازه رصدی ، نام مکان رصد ، نام رصدگر ، حد قدر و . . . در جدول های از پیش تعیین شده .
- ۲ثبت مشخصات شهاب ( نوع بارش یا پراکنده ، قدر ، طول رد ، رنگ و . . . ) به همراه شماره در جدول . بهتر است از نوشتن واژه ها و حروف اضافی خودداری کنید و فقط حرف اول واژه ها را بنویسید.
- ۳تعیین تقریبی درصد ابری بودن محدوده رصدی و ارتفاع کانون بارش در ابتدا و انتها ی بازه رصدی . البته با آگاهی قبلی از مختصات کانون بارش و مختصات جغرافیایی محل رصد می توان ارتفاع کانون را محاسبه کرد .
- ۴ثبت زمان مفید در پایان هر بازه رصدی
تکمیل کننده موارد یاد شده در بالا ، ثبت مسیر شهاب ها در نقشه آسمان است . در این روش رصدگر بعد از تخمین و اعلام مشخصات شهاب ، مسیر رد آن را در نقشه آسمان با کشیدن خطی مشخص می کند و پس از دریافت شماره شهاب از نویسنده ، شماره آن را در کنار مسیر می نویسد . این کار باعث هدر رفتن وقت می شود و به همین دلیل می توان این کار را فقط برای شهاب های بارش اصلی انجام داد . فایده رسم شهاب ها در این است که در تجزیه و تحلیل داده ها می توان توزیعی از پراکندگی شهاب ها به دست آورد. در تمام مدت رصد ، هر کسی باید محدوده خودش را رصد کند. اگر با مشکل نفرات مواجه هستید ، می توانید برای هر دو رصد گر از یک نویسنده استفاده کنید . البته به شرط آنکه داده های هر رصد گر مجزا نوشته شود . استفاده از ضبط صوت ( واکمن ) در بارش های بزرگ می تواند خیلی موثر باشد . اگر هم فکر می کنید حجم کار ها زیاد است ، می توانید موارد را کم کنید و فقط به شمارش و تخمین قدر شهاب ها اکتفا کنید .
اگر انفرادی رصد می کنید ، باید خودتان هم اطلاعات را ثبت کنید و زمان تلف شده ی بیشتری خواهید داشت . از آنجا که شعاع موثر میدان دید یک رصد گر مرئی حدود ۵۰ درجه است . بنا بر این بخشی از آسمان را می توانید رصد کنید . بررسی های آماری نشان می دهند که بیشترین تعداد شهاب ها در فاصله ی ۳۵ درجه ای کانون ظاهر می شوند . بنابر این مرکز دید خود را در حدود ۳۵ درجه ای کانون به طرف سمت الر&#۶۵۱۵۵; س قرار دهید . در این صورت اقبال شما بیشتر خواهد بود .
این نکته را در نظر بگیرید که تمام این روش ها ، پیشنهادی است . شما باید قادر باشید که با توجه به تعداد افراد ، توانایی ها و امکانات خود برنا مه ی منظم و انعطاف پذیری طراحی کنید . مسلما" پس از پایان چنین رصد پر کاری از یک فعالیت گروهی لذت خواهید برد .

امیر حسن زاده

منبع : فصلنامه شباهنگ