PTES petitioning the empty sky

www.francsicslaszlo.hu

A Trapézium és az Orion-köd

 
  • objektumadatok:
  • -------------------
  • Orion csillagkép
  • típus: csillagkeletkezési régió
  • kiterjedés: 65'x60'
  • látszólagos fényessége: 4,0 mag

A jelenségről

 

Az Orion-köd belsejében fiatal csillaghalmaz formálódik. Környezetében csillagszelek alakította felhők, bolygóbölcsők és ragyogó csillagköd lásztik. Az égbolt egyik legkülönlegesebb területe ez, olyan jelenség, amihez hasonlóban született annak idején a Naprendszer is.

  • képadatok:
  • -------------
  • RGB adat:
  • 200/800 Asztrográf - Paracorr -1
  • Canon EOS 350D
  • 4,5 óra/ISO 800
  • szűrő nélkül
  • Pilisszentkereszt/Ágasvár
  • 2011. február
  • ---------------
  • Luminance adat:
  • 510/2280 Corrected Dall-Khirkam
  • FLI-PL6303E CCD
  • 9 min Luminance
  • Siding Spring, Ausztrália
  • ---------------
  • A felvétel részben az Itelescope hálózat távcsövével készült

kapcsolódó képek

 
 
 
Az Orion-köd
 

A Huygens-régió – a Trapézium közvetlen környezete

 

Az Orion csillagkép ékessége, a híres ködösségben megbújó Trapézium halmaz csillagai nagyon fiatalok, csupán néhány százezer évesek. Ha a környezetüket egy kicsit alaposabban megvizsgáljuk, különleges betekintést nyerhetünk a Naprendszerhez legközelebbi, tőlünk 1500 fényévre eső csillagbölcsőbe. Ez a Huygens-régió, ahol erős csillagszeleket, sötétlő protoplanetáris korongokat figyelhetünk meg olyan különleges csillagok társaságában, amelyek már akkorra elégetik kozmikus üzemanyagukat, mire kisebb testvéreik növekedésük végére érhetnének. S mivel ez a téma igen érdekfeszítő és kissé összetett is egyben, finom részletességgel írok róla.


A Trapézium nem más, mint öt, egyenként 15-30 naptömegű csillag együttese, amelyek egy leendő halmazt, a Theta1 Orionist alkotva több tucat apró társukkal együtt másfél fényév kiterjedésű térrészt foglalnak el. Az öt domináns tag rendkívül erős ultraibolya fluxusa megváltoztatja a környező atomok elektronszerkezetét, gerjeszti és ionizálja a körülöttük lévő csillagközi gázt. Az ionizált anyag ragyogni kezd, ahogy az elektronok visszarendeződnek a gázatomjaik körüli pályákra. Ezt a fénykibocsátást nevezzük emisszónak, ami során speciális hullámhosszúságú fény keletkezik, ami nem más, mint az emissziós vonal.



 

  A nyitott csillagbölcső?

Az emissziós vonalak rengeteg információt hordoznak az ionizált gáz természetéről, hőmérsékletéről, sűrűségéről, sebességéről és kémiai összetételéről. Elárulják, hogy a Trapézium csillagainál fénylő felhőben 9000°K hőmérséklet uralkodik. Azt is, hogy ez a forró és sűrű - bár a mesterségesen előállítható vákuumnál nem sűrűbb - közeg, ami köbcentiméterenként 10,000 atomot tartalmaz, sokkal nagyobb fémtartalmú, mint a mi Napunk. (A csillagászok fémnek neveznek minden kémiai elemet, ami nem hidrogén és hélium.) Az is kiderül, hogy az ionizált gázoknak nagyobb a nyomása, mint a szülő molekulafelhőnek, sőt, a forró csillagok töltött részecskéi kifelé hajtják a gázatomokat, így a Trapézium közvetlen környezetében egy, a mi irányunkban szinte teljesen nyitott, anyagban rendkívül ritka üreg alakult ki. Az üregből kifelé áramló gázok közeli csillagok keltette napszélbe ütköznek, ekkor a csillag (például az LL Ori) körül íves lökéshullám fénylik fel. Az üreg fenekén a Trapézium mögött jól látható a sűrű, fényben pompázó molekulafelhő. Ez maga az Orion-köd, az üreg fala, aminek csupán a felszínét látjuk a Trapézium csillagaitól ragyogni, egy összepréselt gázokból és porból álló masszív komplexum, így csak infravörös és rádiótávcsövek számára átlátható. Az említett műszerek hő és emissziós sugárzást érzékeltek ebből a belső, mély tartományból, ami alapján a csillagászok PDR-nek, azaz foton uralta területnek (Photon Dominated Region) nevezték el a molekulafelhő méhét.

A PDR felszíne jellegzetes emissziós vonalak mentén sugároz, de ezzel egyidőben egy napfényben ragyogó fehér felhőhöz hasonlóan vissza is veri a Trapézium fényét, így neki köszönhetően az Orion-köd nem csupán az egyik legfényesebb emissziós-köd, hanem egyben az egyik legfényesebb felületű reflexiós-köd is az égbolton. Ez a világító-tükröző felület szabálytalan, konkáv formájú, ami délkelet felé egy gyűrődésben végződik. A gyűrődés egy fényes, feltűnően egyenes ionizációs frontként látszódik, ami a legalkalmasabb terület a PDR tanulmányozására. Hogyan is működik a PDR tulajdonképpen?

A PDR, vagyis a foton uralta régió egy sűrű molekulafelhő olyan belső, szemünk által eltakart része, ahol az elektromágneses fluxus olyan erős, hogy megváltoztatja az atomok és a felhő fizikai tulajdonságait, spektrumának karakterét. A világon az egyik legtöbbet vizsgált PDR maga a Trapézium keltette ionizációs front mögötti anyagtömegben van, aminek szokatlan infravörös sugárzását szemünk elől rejtett energiaforrások táplálják. Az anyagtömegben a 60-as évek végén négy csillagász Eric Becklin és Gerry Neugebeuer távoli infravörösben, Douglas Kleinmann és Frank Low a közeli infravörös tartományban rendkívül fényes forrást észlelt. Kiderült, hogy a forrás elképesztően fiatal, 500 éves, amit egy, a legújabb kutatások szerint a θ1Ori C-ből 4000 éve kiszakadt csillagkezdemény sűrű molekulafelhővel való kölcsönhatása kelthet. Ez a rendkívül fényes, az infravörös csillagászat emblematikus objektuma, a 2 mikronos teljes égbolt-felmérés (2mass) legfényesebb égitestje felfedezőiről a Becklin-Neugebeuer, másképpen BN/KL objektum nevet kapta. Később a csillagászok egy másik fénylő centrumot is vizsgálnak a PDR-ben, az Orion South-t (déli Orion), ahol több infravörös forrás arra enged következtetni, hogy csillagkezdemények alkotnak egy szinte még csak a létezés határán álló kezdetleges halmazt. Energiájuk fűti a sűrű molekulafelhőt, így annak felénk forduló felszíne forrni, kavarogni látszik. A felvételen is megfigyelhető erőteljes hullámok és kilövellések 3500 éve jelzik a rejtett csillaghalmaz intenzív alakulását. S éppen ez a bugyogás az, ami lehetővé teszi ezen lélegzetelállító objektumok nyomainak észlelését a kitartó amatőrcsillagász fotós számára.

Fentebb említettem, hogy a spektrális vizsgálatok kimutatták a molekulafelhő magas fémtartalmát, ami a bolygókeletkezés alapvető feltétele. A csillagkezdemények körül kialakuló anyagkorongban nehéz elemek gyűlnek össze, olyanok, amik a saját bolygónkat is alkotják. Ezek a nehézelemek, molekulák és porszemcsék a csilagkezdemények körül összegyűlve úszógumi alakú, úgynevezett protoplanetáris korongokat alkotnak, amik abszorbeálják, azaz elnyelik a fényt, így legtöbbször csak közvetett eszközökkel vizsgálhatóak, például rádió-interferometriával. A Huygens-régió azonban egy olyan világos égterület, ami előtt láthatóvá válnak, sziluettjük feltűnő kontrasztja miatt egy amatőrtávcső számára is észlelhetőek egyes protoplanetáris korongok, a jelen pillanat bolygószületési helyszínei.

A Huygens-régió előterében lévő felhőkomplexumok helyenként áttetszőek, másutt sötét, a Trapézium felé forduló sűrűsödéseket alkotnak, amit sötét öbölnek (Dark Bay) neveztek el. A sötét betüremkedés azonban nevével ellentétben nem mélyedés, hanem az előtérben úszó árnyékoló közeg, ami a mi szerencsénkre éppen nem takarja el a legintenzívebben alakuló területet, éppen azt, amitől olyan lélegzetelállító maga az Orion-köd

 

  A kiterjesztett Orion-köd

A Huygens-régió az esszenciáját jelenti az Orion híres ködösségének. Nélküle ma az Orion molekulafelhő-komplexum, amiben 12 millió év alatt 10.000 csillag, és féltucat csillagtársulás született, csak egy csöndes és halvány égi objektum lenne a sok közül. Azonban a csillagászok szerencséjére az Orion felhője aktív, és éppen a kozmikus jelenben fejlődik ki a Trapézium tágabb környezete is, az EON-nak, vagyis a kiterjesztett Orion-ködnek (Extended Orion Nebula) keresztelt terület is. Az elnevezés kissé megtévesztő, ugyanis az EON nem annyira kiterjedt, mint amennyire azt mi, amatőrcsillagászok gondolnánk. A kifejezés a szakcsillagászok által legintenzívebben vizsgált terület, a Trapézium csillagai által megvilágított és átformált „fészek”-re emlékeztető alakzatra vonatkozik. A szabálytalan ellipszis alakú jelenség, aminek kékes északkeleti karéja látható a felvételen, valójában egy 14 fényév átmérőjű üreg, amiben a Trapézium csillagszelei uralkodnak, és szemlátomást kényük-kedvük szerint formálják át az üreg falát. A csillagszelek által felmelegített gáz az üregből kifelé áramlik, onnan, ahol röntgen-tartománybéli mérések szerint millió fokos hőmérséklet uralkodik.

Az EON régiójában lokális csillagtársulások is alakítják környezetüket. Lökéshullámokat keltenek az ionizált hidrogénfelhőkben, íveket és buborékokat rajzolnak ki ott, ahol csillagszeleik ütköznek a Trapézium keltette áramlással. Másutt az áramlás útjában nem áll akadály, így az erodálódó szülőködösség anyaga a délkeleti-északnyugati irány mentén szálas szerkezetet ölt, ahogy kifelé folyik az EON régiójából. A lassan áramló folyam sűrűbb és ritkább, különböző sebességgel mozgó rétegei között turbulencia alakul ki, ami jól nyomon követhető a finom ködszálak örvénylő vonalán.

Ahogy a fészek tágul, a falából felszínre bukkannak az addig a molekulafelhőben rejtőző égitestek. Megfigyelhetőek reflexiós ködökbe ágyazott csillagok, illetve a távcső feloldóképességének határán lévő halvány barna törpék. A barna törpék stabil hélium-hidrogén fúzióval nem rendelkező égitestek, ugyanis ők olyan aprónak születtek, hogy a magjukban nem alakul ki a 3 millió kelvinfokos hőmérséklet, ami a csillaggá váláshoz szükséges. Lítium és deutérium fúziója csak a keletkezésük időszakában fűti a belsejüket, így felszíni hőmérsékletük alacsony, kevesebb, mint 1800 °K, fényerejük pedig rendkívül gyenge, abszolút fényességük 17M. Ezek az elvetélt csillagok lassan hűlnek, és halványodnak, és bár egyes becslések szerint az Orion molekulafelhőjében a csillagokkal megegyező számban léteznek, megtalálni nagyon nehéz őket. Azonban a barna törpék mérettartománya nagy valószínűséggel nem az alsó határa egy egyedi objektum kozmikus por- és gázfelhőkből való születésének. A Trapézium alapos átvizsgálása során több, csillaghoz nem tartozó, azonban barna törpénél kisebb objektumot, “kóbor” bolygót észleltek a csillagászok.

Az elmúlt két évtized tudományos kutatásai újrarajzolták az Orion-ködről, és a csillagkeletkezésről alkotott képünket is. A csillagászok megismerték a Trapézium régiója és a kiterjesztett Orion-köd szerkezetét, feltérképezték a fiatal csillaghalmaz erőteljes hatását a környező csillagközi anyagra és az abban zajló folyamatokra. Az Orion-ködben bizonyítékát találták annak, hogy egymástól független, többszörös csillagkeletkezés is lezajlik egyidejűleg egyetlen molekulafelhőben is. Mindazonáltal meglelték, sőt közvetlenül érzékelték a bolygókeletkezés egyértelmű helyszíneit: protoplanetáris korongok sziluettjeit örökítették meg az Orion-köd több újszülött csillaga körül.

Ahogy pedig a köreinkben a CCD és DSLR technológia felváltotta a filmes fényképezést, mi asztrofotósok is képesek lettünk minden eddiginél részletesebb képeket készíteni a területről. Mára, kellő kitartással a közelébe kerülhetünk csodálatos, hátborzongató, vagy éppen megindító kozmikus folyamatoknak, ahova semmilyen más égi célpontot megörökítve el nem juthattunk. Az Orion-köd az asztrofotós közvélekedés szerint elcsépelt téma. Azonban én nem osztom ezt a nézetet. Nem gondolhatom ezt egy olyan jelenségről, amelynek minden részlete kuriózum, és egyetlen olyan darabját sem ismerem, aminek párját leltem volna bárhol a kozmoszban.