بارنارد: ستاره‌شناس نام‌آور!

این ستاره‌شناس نام‌آور در 6 فوریه 1923 درگذشت و اکنون 6 فوریه 2023 است!

نمی‌دانم چقدر با نام بارنارد در موضوعات نجومی مواجه شده باشید. اما خودم به شخصه موارد مختلفی را دیده بودم که با این نام همراه بودند. به این‌ها دقت کنید:

ستاره بارنارد
اجرام بارنارد
حلقه‌ی بارنارد.

همیشه برایم جالب بود که این بارناردها چه کسانی هستند. فکر نمی‌کردم همه‌شان یک نفر هستند! به لطف کلاس آموزشی نجوم به زبان ساده به همراهی فرزندان عزیزمان بود که در جستجوی ستاره‌ی بارنارد با نام ادوارد امرسان بارنارد روبرو شدیم. و جذابیت آن وقتی برایمان افزون شد که متوجه شدیم چقدر نام‌آور بوده است.

در حال حاضر همین قدر بدانیم که امروز 6 فوریه 2023 یکصد سال از فوت ایشان می‌گذرد و برایم جالب شد که در صدمین سالگرد درگذشت‌شان این مطلب را در سایت ستاره‌شناس منتشر می‌کنم. در روزهای آینده این مطلب کامل می‌شود تا با دستاوردها و زندگی ایشان آشنا شویم.

محمد همایونی
دوشنبه 17 بهمن 1401 ـ 6 فوریه 2023

بالاخره پس از دو هفته درگیری موفق شدم این مطلب را کامل کنم. امروز پنجشنبه 4 اسفند است که ادامه‌ی این مطلب به شما تقدیم می‌شود:
توضیحات صوتی را در قسمت هشتم رادیو ستاره‌شناس گوش دهید.

مختصری از زندگی بارنارد

این منجم سرشناس آمریکایی در 16 دسامبر 1857 میلادی در نشویل، مرکز ایالت تنسی به دنیا آمد. پدرش قبل از تولد او از دنیا رفته بود و او به همراه مادر و تنها برادرش زندگی فقیرانه‌ای را سپری کرد. بنابراین نتوانست آموزش‌های رسمی مدرسه را در کودکی و نوجوانی ببیند. در کودکی علاقه‌مند به عکاسی شده بود و در 9 سالگی توانست دستیار عکاس شود. احتمالن از این طریق می‌توانسته هم به علاقه‌مندی خودش بپردازد و هم درآمدی کسب کند.

در سال‌های بعد شیفته و علاقه‌مند نجوم شد و در نوزده سالگی (1876) تلسکوپی شکستی با قطر دهانه‌ی 130 میلی‌متر تهیه کرد. در سال 1881 توانست اولین دنباله‌دار خود را کشف کند اما متأسانه نتوانست کشف خود را اعلام کند. دومین دنباله‌دار را همان سال و سومی‌اش را در سال بعد کشف کرد و این‌بار در اعلام آن‌ها موفق عمل کرد. این اکتشاف‌ها نشان می‌دهد که از همان دوران جوانی توانایی بالایی در رصدهای آماتوری داشته است. جالب این‌که این تلاش‌های رصدی برایش سود مالی هم داشته است. در دهه‌ی 1880 میلادی هالبرت وارنر که تاجری موفق و نیکوکار بود، در یکی از فعالیت‌های نیکوکارانه‌اش به ستاره‌شناسان جوان به ازای کشف هر دنباله‌دار 200 دلار جایزه می‌داد. بارنارد توانست با ثبت حداقل پنج اکتشاف، مبلغ لازم برای تهیه‌ی خانه‌ای نوساز برای خود و همسرش در نشویل را تهیه کند.

با توجه به معروفیتی که او در بین ستاره‌شناسان آماتور به دست آورده بود، منجمان آماتور توانستند هزینه‌ی تحصیلی او را در دانشگاه واندربیلت فراهم کنند. بدین صورت او بدون آن‌که تحصیلات مدرسه‌ای داشته باشد، توانست تنها مدرک افتخاری‌ای که این دانشگاه تا به‌حال اعطا کرده بود را دریافت کند.

بارنارد توانست با مهارت‌ها و توانایی‌هایی که از خود در رصد و عکاسی نجومی نشان داد، به موقعیت‌های رصدی و موفقی در دو رصدخانه‌ی مهم و مطرح آن دوران یعنی رصدخانه‌های لیک در کالیفرنیا و رصدخانه یرکز در شیکاگو دست یابد. اکتشافات مهم، رصدها و پژوهش‌های شاخص در زمینه‌های مختلف و مجموعه عکس‌هایی که او از بخش‌های مختلف آسمان به ویژه راه‌شیری گرفت؛ موجب نام‌آوری این ستاره‌شناس رصدی شد.

سرانجام ادوارد امرسون بارنارد در 6 فوریه 1923 (یکصد سال پیش) در خلیج ویلیامز در سن 65 سالگی درگذشت. پیکر او را به زادگاهش، نشویل منتقل کرده و آن‌جا به خاک سپردند. نمونه‌های زیادی از مجموعه عکس‌های نجومی استثنایی او در سال 1927 با عنوان «اطلس عکاسی مناطق منتخب راه‌شیری» منتشر شد. این ثر توسط مری کالورت (خواهرزاده و دستیار بارنارد) و ادوین فراست (مدیر وقت رصدخانه یرکز) به پایان رسید.

عکس‌های بیشتر از کتاب اطلس عکاسی مناطق منتخب راه‌شیری را از این‌جا مشاهده کنید.

حضور در رصدخانه لیک

بارنارد توانست در سال 1887 به کارکنان رصدخانه لیک ملحق شود. رصدخانه لیک نخستین رصدخانه‌ی دائمی بر فراز کوه است که در جهان ساخته شده. رصدخانه‌ای با تلسکوپ‌های بزرگ، ابزار رصدی مناسب و در مکانی با ارتفاع بالا، مناسب برای رصدهای پژوهشی. بی‌شک حضور و فعالیت در این رصدخانه، آرزوی هر منجم و رصدگر مشتاق آن زمان بوده است. بارنارد در نخستین سال‌های شروع به کار رصدخانه لیک وارد آن شد.

عکس: طرح نقاشی از تلسکوپ 36 اینچ رصدخانه لیک

کشف قمر آمالته‌آ

یکی از مهمترین اکتشافات بارنارد در این رصدخانه، کشف قمر آمالته‌آ برای مشتری است که نخستین قمری است که با مشاهده مستقیم پس از گالیله و بعد از چهار قمر بزرگ گالیله‌ای آن کشف شده است. قمرهای بعدی که برای مشتری کشف شدند، با روش‌های عکاسی شناسایی شده‌اند. بارنارد زمانی هم با مدیر رصدخانه، هولدن، بر سر دسترسی به زمان استفاده از تلسکوپ‌های بزرگتر و دیگر ابزارهای تحقیق این رصدخانه دچار مشکل شد.

اسپک‌ها در حلقه‌ی زحل

بارنارد در سال 1889 با مشاهده عبور قمر یاپِتوس از پشت حلقه‌های زحل، سایه‌ای را دید که از روی یاپتوس عبور می‌کرد. آن زمان نمی‌دانست که در حال اولین مشاهده از وجود پدیده‌ای به نام اسپک‌ها بر روی حلقه‌های زحل است. اسپک‌ها سایه‌هایی هستند که عمود بر حلقه‌ها در حال تغییر دیده می‌شوند. وجود این پره‌های تیره ابتدا مورد تردید بود اما با مشاهده‌های نزدیک ویجر1 حضور آن‌ها به قطعیت رسید. هرچند هنوز شناخت دقیقی از این سایه‌ها بر روی حلقه‌ها نداریم، به احتمال زیاد این پدیده تحت تأثیر میدان مغناطیسی سیاره و چرخش سیاره است.

انفجارهای نواختری

باید بدانیم که در اواخر قرن نوزدهم هنوز شناخت دقیقی از ظهور ستاره‌های جدید که به نام نواختر شناخته می‌شدند، نداشتیم. منظور از شناخت، یعنی شواهد مشخص و قطعی‌ای که نشان دهنده‌ی ویژگی انفجاری این ستاره‌ها باشد. رصدهایی که در سال 1892 از یک نواختر انجام داد، به او نشان داد که گازهای ستاره در حال انتشار به سمت بیرون ستاره هستند. همین مشاهده او را به این نتیجه رساند که نواخترها در واقع انفجارهای ستاره‌ای هستند. در همین سال بود که بارنارد قمر آمالته‌آ را بر گرد مشتری کشف کرد.

بزرگترین تلسکوپ رصدخانه‌ی لیک یک شکستی با قطر عدسی 36 اینچ (91 سانتی‌متر) بود که از ابتدای سال 1888 شروع به نورگیری کرد. بنابراین می‌توان حدس زد که بارنارد هم تا قبل از این‌که در سال 1895 این رصدخانه را ترک کند، حتمن با آن کار کرده باشد.

فعالیت در رصدخانه یرکز

بارنارد در سال 1895 به عنوان استاد نجوم به دانشگاه شیکاگو رفت و در آن‌جا توانست از تلسکوپ 40 اینچی (یک متری) شکستی رصدخانه یرکز استفاده کند. این تلسکوپ همانی است که عنوان بزرگترین تلسکوپ شکستی دنیا را از 1897 میلادی تاکنون برای خود اختصاص داده است. بی‌گمان رصد کردن با بزرگترین تلسکوپ شکستی دنیا، فرصتی بی‌نظیر برای هر منجم و رصدگر حرفه‌ای بوده است، و همچنین برای بارنارد.

عکس مربوط به سال 1897 است.

اجرام تاریک آسمان

بیشترین رصدهایی که بارنارد در رصدخانه یرکز انجام داد عکاسی و مطالعه‌ی راه‌شیری بود. او به همراه مکس ولف به این نتیجه رسیدند که برخی از مناطق تاریکی که در پهنه‌ی راه‌شیری دیده می‌شوند، در واقع ابرهایی از گرد و غبار هستند که جلوی نور ستارگان دورتر را می‌گیرند و موجب پنهان شدن این ستاره‌های دوردست می‌شوند. شاید با همین مطالعات و رصدها بود که به سراغ تهیه‌ی فهرستی از سحابی‌های تاریک رفت. او با توجه به توانایی بالایی که در عکاسی نجومی داشت، توانست فهرستی از این اجرام تاریک تهیه کند که بعدها با نام اجرام بارنارد شناخته شدند.

فهرستی که بارنارد از سحابی‌های تاریک تهیه کرد شامل 182 جرم تاریک هستند که او این فهرست را در سال 1919 در نشریه‌ی Astrophysical Journal با عنوان «درباره نشانه‌های تاریک در آسمان با فهرستی از 182 عدد از این اجرام» منتشر کرد. اخترشناسان بعدی در سال‌های بعد تعداد این فهرست را به 370 مورد رسانده‌اند. این فهرست با نام کاتالوگ اجرام تاریک بارنارد در آسمان یا به عبارت کوتاه اجرام بارنارد معروف است. در ابتدای دوره‌ی آموزشی اخترفیزیک 2 که به موضوع تشکیل و تولد ستاره‌ها پرداخته‌ایم، با این اجرام تاریک بارنارد آشنا می‌شویم و از دانشجویان می‌خواهیم که تعدادی از این اجرام را بیابند.

این مقاله‌ی بارنارد را از این‌جا دانلود کنید.

ستاره بارنارد

اما می‌رسیم به ستاره‌ی بارنارد! شاید بتوان گفت معروف‌ترین جرمی که اخترشناسان با نام بارنارد می‌شناسند. نام بارنارد را پس از آن‌که او در سال 1916 اعلام کرد که این ستاره بزرگترین مقدار حرکت ویژه را نسبت به دیگر ستاره‌های آسمان دارد، بر آن ستاره گذاشتند.

ستاره بارنارد ستاره‌ای است قدر ظاهری 9.5 در صورت فلکی مارافسای که به علت نزدیکی به زمین و جهت حرکتی که در فضا دارد، دارای بیشترین مقدار حرکت ویژه در بین همه‌ی ستاره‌هاست. بارنارد در سال 1916 نشان داد که مقدار حرکت ویژه‌ی این ستاره 10.3 ثانیه قوسی در هر سال است. یعنی این ستاره هر ساله در بین ستارگان زمینه‌ی آسمان به اندازه زاویه‌ی 10.3 ثانیه جابه‌جا می‌شود. ستاره بارنارد یک کوتوله قرمز است که در فاصله 5.9 سال نوری از زمین در رتبه دوم بعد از مجموعه‌ی آلفای قنطورس قرار دارد. این کوتوله قرمز حدود 14% خورشید جرم دارد و قطرش یک پنجم قطر خورشید است.

مروری بر اکتشافات و افتخارات بارنارد

تعدادی از اجرام نجومی معروفی که در فهرست اجرام بارنارد جای دارند عبارتند از:

سحابی سراسب، سحابی پیپ، سحابی E، سحابی مار

برخی از اکتشافات نجومی بارنارد:

قمر آمالته‌آ (مشتری)
کهکشان نامنظم بارنارد
کشف 15 دنباله‌دار
سحابی مروپ بارنارد (در خوشه پروین)
اولین دنباله‌دار کشف شده توسط ابزار عکاسی به همراهی بوتینی

فعالیت‌های نجومی فراوان بارنارد برای او افتخارات و جوایز مختلفی به ارمغان آورده است:

همکار وابسته‌ی آکادمی هنر و علوم آمریکا (1892)
جایزه‌ی لالاند (1892)
مدال طلای انجمن سلطنتی نجوم انگلستان (1897)
عضو انجمن فلسفه‌ی آمریکا (1903)
جایزه‌ی ژول یانسن، بالاترین جایزه انجمن نجوم فرانسه (1906)
مدال بروس (1917)

نام‌گذاری‌هایی که پس از مرگ او بر اجرام نجومی یا مکان‌های مختلف گذاشته شده است:

دهانه‌ی بارنارد بر سطح ماه
دهانه‌ی بارنارد بر سطح مریخ
منطقه‌ی بارنارد بر سطح گانیمید
سیارک 819 بارناردیانا
کهکشان بارنارد: NGC 6822
حلقه‌ی بارنارد
ستاره‌ی بارنارد
تالار بارنارد: یک تالار اقامتی در دانشگاه واندربیلت
انجمن نجوم بارنارد، در چاتانوگا
کوه بارنارد در کالیفرنیا

برخی از عکس‌های نجومی بارنارد