تحقیقاتی در مورد ستاره دنباله دار هالی

از جمع سفینه‌هایی كه به استقبال دنباله‌دار هالی رفتند، سه سفینه وگا1، وگا2 وجوتو، پا به حریم داخلی این دنباله‌دار نهادند. سفینه سوئی سه‌ای از بیرون آن را دور زد و از گیسوی گسترده آن نقشه برداری كرد و دو سفینه دیگر، ساكی گاكه و ICE از فواصل دورتر به نظاره آن پرداختند علاوه بر اینها، چهار سفینه دیگر نیز به طور جنبی اطلاعاتی به دست آوردند. اطلاعات حاصل به طور عمده به دارمشتاد، مسكو، و توكیو ارسال می‌شد و این سه مركز مدام با یكدیگر در ارتباط بودند. تحلیل اطلاعات هنوز به پایان نرسیده است. در زیر، پاره‌ای از نتایج به دست آمده جمع بندی می‌شود.

الف) هسته

داده‌های سفینه‌های وگا و جوتو حاكی از این است كه هسته هالی، بر خلاف انتظار، كروی نیست بلكه به شكل سیب زمینی است. سفینه‌های وگا ابعاد هسته را 14 كیلومتر در 5ر7 كیلومتر در 5ر7 كیلومتر گزارش كردند. جوتو طول و عرض آن را 15 كیلومتر در 7 تا 10 كیلومتر براورد كرد. بدین قرار هسته هالی بزرگتر و سنگین‌تر از آن است كه انتظار می‌رفت.
قبلاً تصور می‌شد كه ضریب بازتاب هسته در حدود 25 درصد است. نتایج حاصل از سفینه‌های وگا و جوتو دال بر آن است كه هسته یخی هالی را پوششی از گرد و غبار احاطه می‌كند كه ضریب بازتاب آن در حدود 5 درصد است (كمتر از زغال). این پوشش غباری نور خورشید را جذب می‌كند و دمای سطحی دنباله‌دار را بالا می‌برد. اگر سطح هسته پوشیده از یخ بود، دمای سطحی آن چیزی در حدود k200 می‌شد.
وگا 1 دمای سطحی هسته را k20±⃘ 330 اندازه گرفت كه با وجود یك پوشش غباری سازگار است. علاوه بر این كاهش جرم یك هسته تماماً یخی در این دما باید چیزی در حدود 10305 مولكول آب در ثانیه باشد؛ رقمی كه از مشاهدات به دست می‌آید 10/1 این مقدار است. این نیز مؤید وجود پوشش غباری است كه مانع تبخیر از سطح هسته می‌شود.
ناهمواری‌ها، عمده‌ترین شاخص سطح هسته‌اند. در تصاویر ارسالی جوتو علایمی از پستی و بلندی به چشم می‌خورد كه اندازه بعضی از آن‌ها به چند صد متر می‌رسد. برجسته‌ترین وجه تصویرهایی كه از سفینه‌های وگا و جوتو دریافت شده، فورانی‌هایی است كه در سطح هسته مشاهده می‌شود. گرچه قبلاً نیز رصدهای زمینی شواهدی دال بر وجود این فوران‌ها به دست داده بود، ولی اینكه معلوم شود این فوران‌ها مولد اصلی گاز و غبارند، غیر منتظره بود. بنابر گزارش جوتو، بین پنج تا هفت منبع فوران با دهانه‌ای به قطر تقریباً 5ر0 كیلومتر، روی هسته، در سمت روبه خورشید وجود داشتند. مساحت منابع فوران روی هم برابر سطح كره‌ای به قطر 4 كیلومتر است و این مقدار كم و بیش همان است كه قبلاً پیش‌بینی شده بود.
مطابق اطلاعات دریافت شده از سوئی سه‌ای میزان آبی كه دنباله‌دار از دست می‌دهد، بین 25 تا 60 تن در ثانیه است و این آب منشأ هیدروژنی است كه چون هاله‌ای، دنباله‌دار را احاطه می‌كند. این هاله هیدروژنی با دوره تناوب 5ر52 ساعت منقبض و منبسط می‌شود. عكس‌های سفینه‌های وگا نیز مؤید این تپش است. به نظر می‌رسد كه علت این تپش، چرخان بودن هسته هالی باشد: با چرخش هسته نواحی جدیدی از سطح آن در معرض نور خورشید قرار می‌گیرند و فعال می‌شوند. از روی این اطلاعات دوره چرخش هسته هالی 2ر2 روز براورد می‌شود. اطلاعاتی كه از سفینه IUE به دست آمده است این نظر را، كه هسته هر 2ر2 روز یك بار می‌چرخد، تأیید نمی‌كند. اطلاعات IUE حاكی از این است كه دنباله‌دار، آبی در حدود 14 تن در ثانیه با افت و خیز 20 تا 30 درصد از دست می‌دهد. به طور كلی می‌توان گفت كه اطلاعات به دست آمده، همگی با مختصر تصحیحی نظریه گلوله یخی كثیف فرد ویپل منجم امریكایی را تأیید می‌كند. تنها تصحیحی كه باید منظور داشت، كروی نبودن هسته است.

ب) گیسو و دنباله

مولكول‌های گاز و رادیكال‌هایی كه از هسته متصاعد شده‌اند، بی‌آنكه با مانعی روبرو شوند، فواصل زیادی را می‌پیمایند. نور فرابنفش خورشید مولكول‌های آب را در این گاز تجزیه می‌كند. سفینه‌ها وجود ابر هیدروژنی خنثایی را به وسعت 24 كیلومتر در 34 كیلومتر و در فاصله 10 میلیون كیلومتر نشان دادند. یونش این گاز، كه بر اثر نور فرابنفش خورشید و مبادله بار با پروتون‌های باد خورشیدی صورت می‌گیرد، سبب می‌شود كه گاز تحت تأثیر میدان‌های الكتریكی و مغناطیسی باد خورشیدی قرار گیرد. جوتو نخستین علائم حضور ستاره دنباله‌دار را در فاصله 8ر7 میلیون كیلومتری از هسته دریافت كرد. عبور یون‌های ستاره دنباله‌دار از میان باد خورشیدی موجد امواج پلاسمایی می‌شود.
خطوط میدان مغناطیسی، كه در پلاسمای ستاره دنباله‌دار منجمد شده‌اند آرایشی را اختیار می‌كنند كه شكل مشهور دنباله را به آن می‌دهد.
هر چه به هسته دنباله‌دار نزدیك شویم، آهنگ تولید یون و میزان تراكم جرم در باد خورشیدی افزایش می‌یابد ولی سرعت این جرم كم می‌شود. با كاهش مداوم سرعت جریان ماده، دو ساختواره مشخص انتظار می‌رود. یكی پیدایش یك موج ضربه كمانی است كه معلول فراصوتی بودن جریان باد خورشیدی است و دیگری یك سطح ناپیوسته تماس است. جوتو وجود یك ساختواره ضربه مانند را در فاصله 1ر1 میلیون كیلومتری آشكار كرد كه بسیار ضعیف‌تر از ضربه‌های كمانی زمین بود و ساختمانش با آنچه انتظار می‌رفت فرق داشت. سطح ناپیوسته تماس، پلاسمای سرد ستاره دنباله‌دار را در داخل، از آمیزه باد خورشیدی و پلاسمای ستاره دنباله‌دار در خارج جدا می‌كند. سفینه وجود چنین سطح جدا كننده‌ای را در 4700 كیلومتری هسته، آشكار كرد. در اینجا میدان مغناطیسی عملاً به صفر نزول كرد.این صفر شدن میدان مغناطیسی در داخل سطح تماس حاكی از آن بود كه خود هسته دارای میدان مغناطیسی نیست، كه البته جای تعجب نبود. اما وجود ساختواره‌هایی ضربه مانند در فاصله 500000 كیلومتری هسته و وجود مرز خارجی مشخصی برای منطقه مغناطیسی، غیر منتظره بود.
در داخل سطح ناپیوسته تماس، دما از هر جای دیگر كمتر است و چگالی ماده در آن به نسبت عكس مجذور فاصله از هسته تغییر می‌كند. بر اساس نتایج جوتو، 800 درصد این مواد را تركیب‌ها و رادیكال‌های مشتق از تصعید یخ یعنی H2O، O، OH- و H3O+ تشكیل می‌دهد. تركیبات دیگر عبارت‌اند از كربن و مشتقات آن مانند مونوكسید كربن، سیانوژن و دی‌اكسید كربن، در وجود هیدروكربن‌ها نیز شكی نیست ولی تركیب شیمیایی آن‌ها هنوز مشخص نشده است. به علاوه شواهدی دال بر وجود گوگرد، سدیم، آهن، منیزیم، سیلسیوم و كلسیوم نیز در ستاره دنباله‌دار به دست آمده است.
پژوهشگران از طرز كار سفینه‌ها و كیفیت ارسال اطلاعات رضایت كامل داشته‌اند. شكی نیست كه با اطلاعات به دست آمده، دانش ما نسبت به ستاره‌های دنباله‌دار به نحو قاطعی افزایش خواهد یافت، و از گرد و غبار ظهور جدید هالی، تصویر قابل اطمینان‌تری از پیدایش، تحول، و ساختار دنباله‌دارها و منظومه شمسی سر بر خواهد آورد.