Wielka Mgławica w Orionie
 Mgławica Oriona w świetle widzialnym, widziana przez Kosmiczny Teleskop Hubble’a | |
| Odkrywca | |
|---|---|
| Data odkrycia | 1610 |
| Dane obserwacyjne (J2000) | |
| Gwiazdozbiór | |
| Typ | |
| Rektascensja | 05h 35m 16,48s[1] |
| Deklinacja | -05° 23′ 22,8″[1] |
| Odległość | |
| Jasność pozorna mgławicy | |
| Rozmiary kątowe | 65′ × 60′[4] |
| Charakterystyka fizyczna | |
| Wymiary | 28 × 26 ly |
| Alternatywne oznaczenia | |
| Messier 42, M 42, NGC 1976, LBN 209.13-19.35, 3C 145, 4C-05.21, CTA 37, [DGW65] 26, LBN 974, Mills 05+0A, MSH 05-0-11, NRL 6, PKS 0532-054, PKS 0532-05, [PT56] 6, XSS J05351-0519, Sharpless 281 | |
 Konstelacja Oriona | |
Wielka Mgławica w Orionie (krócej: Mgławica Oriona, znana również jako Messier 42, M42 lub NGC 1976) – najjaśniejsza mgławica dyfuzyjna na niebie, widoczna nieuzbrojonym okiem. Znajduje się w gwiazdozbiorze Oriona, na południe od jego Pasa. M42 jest odległa od Ziemi o 1344±20 lat świetlnych i stąd jest najbliższym nam obszarem gwiazdotwórczym. Ma średnicę około 30 lat świetlnych.
Mgławica jest jednym z najpopularniejszych obiektów obserwacji i badań, zarówno przy użyciu instrumentów naziemnych, jak i teleskopów kosmicznych[5]. Mgławica Oriona jest częścią kompleksu mgławic znanego jako Obłok Molekularny w Orionie.
Wokół gwiazd mgławicy zaobserwowano dyski protoplanetarne, brązowe karły, turbulentne przepływy wielkich ilości gazu oraz efekty fotojonizacyjne.
Historia odkrycia i badań
Najjaśniejsze gwiazdy znajdujące się w mgławicy (ok. 5m) znane były już w czasach starożytnych (uważano je za jedną gwiazdę). W swoich katalogach zawarli je Klaudiusz Ptolemeusz (ok. 130 r.) i Tycho Brahe (koniec XVI wieku). Johann Bayer skatalogował ją w swoim dziele Uranometria jako Theta Orionis (1603). W 1610 Galileusz zaobserwował przy użyciu swojego teleskopu skupisko słabych gwiazd, nie zauważył jednak mgławicy (prawdopodobnie z powodu małego pola widzenia jego przyrządu). Siedem lat później (4 lutego 1617) przyjrzał się dokładniej głównej gwieździe – θ¹ (Theta1) Oriona − i stwierdził, że jest gwiazdą potrójną. Wszystkie te gwiazdy należą do gromady Trapez.
Sama mgławica, choć widoczna gołym okiem, nie znalazła się ani w dziele Almagest Ptolemeusza, ani w spisie gwiazd Al Sufiego. Jako pierwszy M42 opisał Nicolas-Claude Fabri de Peiresc pod koniec 1610 roku. W następnym roku niezależnie zrobił to też jezuita Johann Baptist Cysatus z Lucerny. Opis zanotował w swojej książce na temat komety z 1618. Pierwszy znany rysunek mgławicy wykonał Giovanni Batista Hodierna, zawarł on na nim trzy gwiazdy (prawdopodobnie Theta1, Theta2A i Theta2B). Wyniki wszystkich tych obserwacji zaginęły, dlatego przez wiele lat jako odkrywcę M42 podawano Christiaana Huygensa (niezależnie odkrył ją w 1656). Taka informacja znalazła się między innymi na liście sześciu „mgławic” Edmunda Halleya (1716), posłużył się nią także Charles Messier, kiedy 4 marca 1769 roku dodał mgławicę do swojego katalogu.
Jest rzeczą niezwykłą, że M42 znalazła się w katalogu wraz z jasnymi gromadami Praesepe (M44) i Plejad (M45). Messier zazwyczaj dodawał tylko słabsze obiekty, które mogły być wzięte za komety. Jednak nocą 4 marca 1769 wyznaczył dokładne pozycje obu dobrze znanych gromad, aby powiększyć swoją listę dla Memoires de l'Academie (1771, opublikowana w 1774[6]) do 45 pozycji. Najprawdopodobniej chciał pobić Lacaille'a, który w swoim katalogu obiektów nieba południowego z 1755 roku zawarł 42 wpisy. Messier zmierzył też pozycję mniejszej mgławicy M43 zauważonej przez de Mairana w 1731.
Nowe badania pokazują, że mgławica mogła być znana już przed 1610[7]. M42 była pierwszym obiektem zaobserwowanym w 1774 przez Williama Herschela przy użyciu jego własnej konstrukcji teleskopu. Gazowe właściwości Wielkiej Mgławicy Oriona odkrył w 1865 przy pomocy spektroskopii William Huggins. 30 września 1880 M42 stała się pierwszą sfotografowaną mgławicą, dokonał tego Henry Draper.
W 1902 dwaj astronomowie, Vogel i Eberhard, odkryli, że poszczególne elementy mgławicy poruszają się z różnymi prędkościami. W 1917 potwierdzili to Campbell i Moore[8].
W roku 1931 Robert Trumpler zauważył, że gwiazdy w obrębie Trapezu tworzą gromadę. Zaproponował też dla niej nazwę. Na podstawie ich jasności i typów widmowych ustalił, że znajdują się około 1,8 tys. lat świetlnych od Ziemi. Była to wartość trzykrotnie wyższa od ówcześnie powszechnie przyjmowanej, jednak zdecydowanie bliższa dzisiejszym pomiarom.
W 1993 po raz pierwszy do obserwacji mgławicy użyto Teleskopu Hubble’a. Od tego momentu M42 była częstym obiektem badań teleskopu. W 2005 zakończono tworzenie najdokładniejszego do tej pory zdjęcia mgławicy. Znalazło się na nim ponad 3000 gwiazd o jasności powyżej 23m, w tym młode brązowe karły, a także przypuszczalnie ich układy podwójne[9][10]. Rok później naukowcy pracujący z HST ogłosili, że udało im się obliczyć masy brązowych karłów w układzie podwójnym zaćmieniowym 2MASS J05352184–0546085. Według obliczeń masy wynoszą 0,054 i 0,034 M☉, a ich okres obiegu 9,8 dnia. Zaskakującym jest fakt, iż masywniejszy z karłów ma niższą temperaturę[11].
Badania z użyciem teleskopu Hubble’a
M42 jest typowym miejscem gwiezdnych narodzin. Do tej pory w mgławicy odkryto około 700 gwiazd na różnych etapach procesu formowania. Zdjęcia uzyskane przez Teleskop Hubble’a z listopada 1995 pozwoliły poznać dokładniej skomplikowane procesy gwiazdotwórcze zachodzące w mgławicy.
Mgławica Oriona jest, od początku misji, celem obserwacji Teleskopu Hubble’a. Jednym z największych odkryć było zaobserwowanie dysków protoplanetarnych wokół gwiazd mgławicy[12]. Do tej pory odkryto ich ponad 150. Uważa się, że są to systemy w najwcześniejszych fazach procesu formowania się planet. Udowodniono w ten sposób, że procesy formowania systemów planetarnych są powszechne we Wszechświecie.
Badania przy użyciu teleskopu ze stycznia 1997 ukazały ciekawe oddziaływania pomiędzy młodymi, gorącymi gwiazdami z gromady Trapez a ich dyskami protoplanetarnymi. Emitowane przez nie promieniowanie UV dąży do zniszczenia dysków, więc mniej masywne gwiazdy mogą tracić materiał potrzebny do uformowania systemów planetarnych[13].
Charakterystyka mgławicy
Mgławica znajduje się w odległości około 1345 ± 20 lat świetlnych (412 parseków) od Ziemi, jej wymiary wynoszą ok. 40 × 28 lat świetlnych. Odległość jest dokładnie znana dzięki dużej ilości gromad kulistych w tym obszarze.
Wielka Mgławica w Orionie jest niemal kulistą chmurą, której gęstość wzrasta w kierunku centrum. Jej temperatura sięga 10 tysięcy kelwinów, jednak wyraźnie spada na brzegach mgławicy[14]. Prędkości części gromady sięgają 10 km/s (36 tys. km/h), lokalnie osiągając nawet 50 km/s lub więcej.
M42 wygląda na bardzo burzliwą chmurę gazu i pyłu pełną interesujących szczegółów. Większości z nich nadano nazwy zwyczajowe, np. ciemna mgławica oddzielająca M42 od M43 bywa nazywana „Rybim Pyskiem” (ang. Fish’s Mouth), a jasne rejony po obu stronach „skrzydłami”[15].
Aktualny model astronomiczny mgławicy zawiera zjonizowany region wokół gwiazdy θ¹ C Oriona, odpowiedzialnej za większość jonizującego promieniowania UV. Region ten jest otoczony przez nieregularną, bardziej obojętną zatokę gęstego pyłu z obłokami niezjonizowanego gazu na zewnątrz. Zatoka ta z kolei leży na granicy Obłoku Molekularnego w Orionie (OMC 1)[16].
Wewnątrz mgławicy znajduje się gromada bardzo młodych gwiazd o szybko zmieniającej się jasności. Niektóre z nich potrafią zmienić jasność nawet o 20% w ciągu zaledwie kilku tygodni. Nie jest do końca znany mechanizm tak szybkiej zmiany jasności tych gwiazd, według obecnie przyjętych teorii tak duże zmiany w jasności młodych gwiazd powinny zajmować lata czy nawet stulecia[17].
Wiatr gwiazdowy
Uformowane już gwiazdy mgławicy emitują strumienie naładowanych cząstek. Zjawisko to nosi nazwę wiatru gwiazdowego. Gwiazdy masywne oraz młode wytwarzają o wiele silniejszy wiatr niż Słońce. Kiedy zderza się on z gazem mgławicy, wytwarza falę uderzeniową. Odgrywa ona dużą rolę w formowaniu się gwiazd poprzez zagęszczanie chmur gazu, co prowadzi do ich grawitacyjnego kolapsu.
Gromada Trapez
Na końcu Rybiego Pyska znajduje się gromada Trapez (C 0532-054). Jest jedną z najmłodszych znanych gromad otwartych. W tym regionie trwają ciągle procesy gwiazdotwórcze. Jako pierwszy gromadę zaobserwował Galileusz, uznał ją wtedy za gwiazdę potrójną. Odkrycie to nie było szeroko znane, więc w 1656 niezależnie zaobserwował ją Christiaan Huygens.
Te trzy gwiazdy są często oznaczane literami „A”, „C” i „D”. Czwarta gwiazda trapezu („B”) została odkryta w 1673 przez Abbe Jean Picarda[18], a w 1684 niezależnie przez Huygensa. Piątą zaobserwował Georg Wilhelm Struve w 1826 przy użyciu 9,5-calowego teleskopu obserwatorium w Dorpat. Szóstą odkrył John Herschel 13 lutego 1830. Gwiazdę „G” zaobserwował jako pierwszy Alvab Clark w 1888 podczas testowania 36-calowego teleskopu w Obserwatorium Licka, ósma gwiazda – „H” została odkryta przez E.E. Barnarda w tym samym roku. Barnard odkrył później, że jest ona gwiazdą podwójną z dwoma składnikami o jasności ok. 16m.
Dzisiaj wiemy, że „A” i „B” są gwiazdami zmiennymi zaćmieniowymi typu Algola.
Gromada Trapez może być częścią o wiele większej gromady w Mgławicy Oriona, skupiska około 2000 gwiazd w obszarze o średnicy 20 lat świetlnych. Przypuszcza się, że ok. dwóch milionów lat temu mogły się w niej narodzić trzy gwiazdy uciekające – AE Aurigae, 53 Arietis i Mi Columbae. Oddalają się one od mgławicy z prędkościami ponad 100 km/s[19].
Ewolucja mgławicy
Międzygwiezdne chmury, takie jak Mgławica Oriona, znajdowane są powszechnie w galaktykach, takich jak Droga Mleczna. Zaczynają jako ograniczane grawitacją skupiska zimnego, obojętnego wodoru zmieszanego ze śladowymi ilościami innych pierwiastków. Takie obłoki mogą mieć masę rzędu setek tysięcy mas Słońca i rozciągać się na obszarze setek lat świetlnych. Słaba siła grawitacji jest równoważona przez znikome ciśnienie gazu w chmurze. Jednak na skutek zderzeń z ramieniem galaktyki lub fal uderzeniowych wywołanych przez supernowe, dochodzi do fuzji atomów wodoru, w wyniku której powstają cięższe molekuły, co z kolei prowadzi do powstania obłoku molekularnego. Zapowiada to procesy tworzenia się gwiazd w chmurze, zazwyczaj w ciągu 10-30 milionów lat, kiedy to rejony obłoku przekraczają masę Jeansa i zdestabilizowane ugrupowania gazu zapadają się w dysk. Dysk koncentruje się w centrum, formując gwiazdę, która z kolei może być otoczona dyskiem protoplanetarnym. W tym właśnie stadium znajduje się teraz Mgławica Oriona. Ciągle tworzą się w niej gwiazdy z zapadającego się obłoku molekularnego. Najmłodsze i najjaśniejsze gwiazdy jakie możemy obserwować w mgławicy mają prawdopodobnie mniej niż 300 tysięcy lat[20].
Niektóre z zapadających się gwiazd mogą spowodować emisję dużej ilości jonizującego promieniowania UV. Przykład takiego zjawiska można zaobserwować w Gromadzie Trapez. Promieniowanie pochodzące od masywnych gwiazd w centrum mgławicy stopniowo „wypycha” otaczające gaz i pył. Proces ten nosi miano fotoewaporacji. To dzięki niemu centralne gwiazdy mgławicy mogą być obserwowane z Ziemi[5]. Największe z tych gwiazd żyją krótko i kończą jako supernowe.
W przeciągu około 100 tysięcy lat większość gazu i pyłu zostanie wyrzucona. Pozostałości uformują młodą gromadę otwartą. Najbardziej znanym przypadkiem takiej gromady są Plejady.
Rejon Mgławicy Oriona
Wielka Mgławica w Orionie jest najjaśniejszą i najciekawszą częścią wielokrotnie większej chmury gazu i pyłu rozciągającej się na obszarze ponad 10 stopni, zajmującej ponad połowę konstelacji Oriona. Wymiary liniowe chmury sięgają kilkuset lat świetlnych. Zawiera ona między innymi IC 434, czyli słynną Mgławicę Koński Łeb, małą jednak bardzo jasną M78 oraz ogromną Pętlę Barnarda.
W bliskim sąsiedztwie M42 i M43 znajdują się słabsze mgławice emisyjne, częściowo odbijające światło Wielkiej Mgławicy: NGC 1973, NGC 1975 i NGC 1977. Wszystkie były nieosiągalne dla aparatury Messiera, jednak ostatnia z nich została zaobserwowana przez Williama Herschela (w jego katalogu ma oznaczenie H V.30). Pozostałe dwie odkrył Heinrich Ludwig d’Arrest.
Obserwacje amatorskie
Jasność obserwowana mgławicy wynosi 4m, a jej rozmiary kątowe 85′ × 60′. Przy dobrych warunkach może być obserwowana gołym okiem jako słaby obłoczek wokół gwiazdy wielokrotnej Theta Orionis[b], znajdującej się pośrodku miecza Oriona.
Uwagi
- ↑ Światło o długości 0,43, 0,50 i 0,53 mikrometra są oznaczone kolorem niebieskim, 0,6, 0,65 i 0,91 zielonym, 3,6 pomarańczowym, natomiast 8 czerwonym.
- ↑ Theta Orionis jest również często uważana za gromadę gwiazd.
Przypisy
- ↑ a b The STScI Digitized Sky Survey, w: NASA/IPAC Extragalactic Database. [dostęp: 2010-11-01].
- ↑ a b M.J. Reid, K.M. Menten, X.W. Zheng, A. Brunthaler i inni. Trigonometric Parallaxes of Massive Star Forming Regions: VI. Galactic Structure, Fundamental Parameters and Non-Circular Motions. „arXiv:astro-ph + The Astrophysical Journal”. 700 (1), s. 137–148, 2009. DOI: 10.1088/0004-637X/700/1/137. arXiv:0902.3913. (ang.).
- ↑ NASA/IPAC Extragalactic Database. [dostęp: 2010-11-01].
- ↑ W. Steinicke podaje 85' × 60'. W. Steinicke, Revised NGC Data for NGC 1976, w: Revised New General Catalogue and Index Catalogue, Umkirch 2010. [dostęp: 2010-11-01].
- ↑ a b D.A. Aguilar, C. Pulliam, Astronomers Spot The Great Orion Nebula's Successor, Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, 5(2006). [dostęp: 2014-03-26].
- ↑ C. Messier, Catalogue des Nébuleuses & des amas d'Étoiles, que l'on découvre parmi les Étoiles fixes sur l'horizon de Paris; observées à l'Observatoire de la Marine, avec differens instruments, „Mémoires de l'Académie Royale des Sciences”, Paris 1774.
- ↑ M42 - mgławica Oriona. [dostęp 2010-11-12].
- ↑ W.W. Campbell, J.H. Moore. On the Radial Velocities of the Orion Nebula. „Publications of the Astronomical Society of the Pacific”. 29 (169), s. 143-145, 1917. Bibcode: 1917PASP...29..143C. (ang.).
- ↑ M. Robberto, R.C. O’Dell, L.A. Hillenbrand, M. Simon i inni. An overview of the HST Treasury Program on the Orion Nebula. „Bulletin of the American Astronomical Society”. 37, s. 1404, 2005. Bibcode: 2005AAS...20714601R.
- ↑ E. Hupp, Hubble Panoramic View of Orion Nebula Reveals Thousands of Stars. [dostęp: 2010-11-01].
- ↑ K.G. Stassun, R.D. Mathieu, J.A. Valenti. Discovery of two young brown dwarfs in an eclipsing binary system. „Nature”. 404, s. 311-314, 2006. DOI: 10.1038/nature04570.
- ↑ M.J. McCaughrean, C.R. O’Dell. Direct Imaging of Circumstellar Disks in the Orion Nebula. „Astronomical Journal”. 5 (111), s. 1977, 1996. DOI: 10.1086/117934. Bibcode: 1996AJ....111.1977M.
- ↑ D.F. Salisbury: Latest investigations of Orion Nebula reduce odds of planet formation. „Exploration”, (2001). [dostęp 2010-11-01]. [zarchiwizowane z tego adresu (2016-03-03)]. (ang.).
- ↑ B. Balick, R.H. Gammon, R.M. Hjellming. The structure of the Orion nebula. „Astronomical Society of the Pacific, Publications”. 86, s. 616-634, 1974. Bibcode: 1974PASP...86..616B.
- ↑ H. Frommert, C. Kronberg, Messier 42. [dostęp: 2010-11-11].
- ↑ Orion Molecular Cloud Complex. [dostęp 2010-11-12].
- ↑ Fledgling stars flicker in the heart of Orion. 2012-03-01. [dostęp 2012-03-04]. (ang.).
- ↑ Według Jean-Jacques’a de Mairana.
- ↑ A. Blaauw, W.W. Morgan, The Space Motions of AE Aurigae and mu Columbae with Respect to the Orion Nebula, „Astrophysical Journal”, 119(1954), s. 625.
- ↑ R.M. Elowitz, G.K. McArthur, The Orion Nebula, „Students for the Exploration and Development of Space”. [dostęp: 2010-11-11].
Linki zewnętrzne
- Atlas Wszechświata - M42. wszechswiat.astrowww.pl. [zarchiwizowane z tego adresu (2013-01-31)].
- HubbleSite - Image Tour: The Orion Nebula (M42) (ang.)
- List Messiera o Mgławicy Oriona (niem. • fr.)
- Messier 42 w SEDS.org (ang.)
- Wielka Mgławica w Orionie w bazie SIMBAD (ang.)
- Zdjęcia Mgławicy Oriona wykonane za pomocą teleskopu Hubble’a
Media użyte na tej stronie
A colony of hot, young stars is stirring up the cosmic scene in this new picture from NASA's Spitzer Space Telescope. The image shows the Orion nebula, a happening place where stars are born. The young stars dip and peak in brightness due to a variety of reasons. Shifting cold and hot spots on the stars' surfaces cause brightness levels to change, in addition to surrounding disks of lumpy planet-forming material, which can obstruct starlight. Spitzer is keeping tabs on the young stars, providing data on their changing ways. The hottest stars in the region, called the Trapezium cluster, are bright spots at centre right. Radiation and winds from those stars has sculpted and blown away surrounding dust. The densest parts of the cloud appear dark at centre left.
Autor: Szczureq, Licencja: CC BY-SA 4.0
Gwiazdozbiór Oriona. Mapa została stworzona przy pomocy programu PP3 autorstwa Torstena Brongera. Wersję wektorową stworzył Szczureq według wzoru z wersji rastrowej, której autorem jest BlueShade.
Orion Nebula (M42) - graphic by Charles Messier
In one of the most detailed astronomical images ever produced, NASA/ESA's Hubble Space Telescope captured an unprecedented look at the Orion Nebula. ... This extensive study took 105 Hubble orbits to complete. All imaging instruments aboard the telescope were used simultaneously to study Orion. The Advanced Camera mosaic covers approximately the apparent angular size of the full moon.
Coordinates Position (RA): 5 35 9.73 Position (Dec): -5° 24' 50.32" Field of view: 30.03 x 30.03 arcminutes Orientation: North is 0.0° left of vertical
Colours & filter Band Wavelength Telescope Optical B 435 nm Hubble Space Telescope ACS Optical V 555 nm Hubble Space Telescope ACS Optical H-alpha 658 nm Hubble Space Telescope ACS Infrared I 775 nm Hubble Space Telescope ACS Infrared Z 850 nm Hubble Space Telescope ACSNotes: Additional observational data from the WFI instrument on the ESO.MPG 2.2-metre telescope.
صورة هابل لأقراص الكواكب الأولية في سديم الجبار، وهو «حضانة نجمية» تمتد على مدى سنوات ضوئية من المحتمل أن تكون مشابهة جدًا للسديم الأولي الذي تشكلت منه الشمس.
Comparison of the constellation Orion viewed in visible and infrared light. In the infrared image from NASA’s IRAS mission we can see clouds of dust and gas invisible to the human eye. The bright spots are the locations where stars are being born.
NASA's Spitzer and Hubble Space Telescopes have teamed up to expose the chaos that baby stars are creating 1,500 light years away in a cosmic cloud called the Orion nebula.
This striking infrared and visible-light composite indicates that four monstrously massive stars at the center of the cloud may be the main culprits in the familiar Orion constellation. The stars are collectively called the Trapezium. Their community can be identified as the yellow smudge near the center of the image.
Swirls of green in Hubble's ultraviolet and visible-light view reveal hydrogen and sulfur gas that have been heated and ionized by intense ultraviolet radiation from the Trapezium's stars. Meanwhile, Spitzer's infrared view exposes carbon-rich molecules called polycyclic aromatic hydrocarbons in the cloud. These organic molecules have been illuminated by the Trapezium's stars, and are shown in the composite as wisps of red and orange. On Earth, polycyclic aromatic hydrocarbons are found on burnt toast and in automobile exhaust.
Together, the telescopes expose the stars in Orion as a rainbow of dots sprinkled throughout the image. Orange-yellow dots revealed by Spitzer are actually infant stars deeply embedded in a cocoon of dust and gas. Hubble showed less embedded stars as specks of green, and foreground stars as blue spots.
Stellar winds from clusters of newborn stars scattered throughout the cloud etched all of the well-defined ridges and cavities in Orion. The large cavity near the right of the image was most likely carved by winds from the Trapezium's stars.
Located 1,500 light-years away from Earth, the Orion nebula is the brightest spot in the sword of the Orion, or the "Hunter" constellation. The cosmic cloud is also our closest massive star-formation factory, and astronomers believe it contains more than 1,000 young stars.
The Orion constellation is a familiar sight in the fall and winter night sky in the northern hemisphere. The nebula is invisible to the unaided eye, but can be resolved with binoculars or small telescopes.
This image is a false color composite where light detected at wavelengths of 0.43, 0.50, and 0.53 microns is blue. Light at wavelengths of 0.6, 0.65, and 0.91 microns is green. Light at 3.6 microns is orange, and 8.0 microns is red.The Orion nebula in true colour.