Orion Bulutsusu

Orion Bulutsusu (ayrıca Avcı Bulutsusu, Messier 42, M42 veya NGC 1976 olarak da bilinir), Samanyolu içerisinde Avcı takımyıldızı bölgesinde, Avcı Kuşağı'nın güneyinde yer alan dağınık bir bulutsudur. En parlak bulutsulardan olan Orion yaklaşık 24 ışık yılı çapındadır ve gece çıplak gözle görülebilir. Dünya'ya en yakın yıldız oluşum bölgesidir ve yaklaşık olarak 1.270 ışık yılı uzaklıktadır.

Bulutsunun ışığı, iç bölgesinde yeni doğmakta olan ışıması güçlü yıldızlarla aydınlatılmasından kaynaklanmaktadır. Bulut ilk kez 1610'da Nicolas-Claude Fabri de Peiresc tarafından belgelendirilmiştir. Herhangi bir teleskop veya dürbünle bu bulutsudan gelen olağanüstü ışığı kolayca fark edebilirsiniz. Devasa bir hidrojen bulutunun merkez bölgesinde oluşmuş yıldızlarca ısıtılması ve aydınlatılması ile görünür hale gelen bulutsunun 30 ışık yılı genişlikte olduğu, bazı yıldızların 2 milyon yıldan daha genç olduğu hesaplanmaktadır.

Spitzer Kızılötesi Uzay teleskopu'nun keskin gözleri, Orion Bulutsusu’nda çevrelerinde gaz ve toz diskleriyle oluşum aşamasında 2300 yıldız belirledi. Bu gaz ve toz disklerinin her biri, uygun koşullarda birer güneş sistemi oluşturmaya aday. Çıplak gözle bakıldığında Orion (Avcı) takımyıldızında Avcının kılıcı üzerinde bulanık bir nokta gibi görünen bulutsu, aslında görece yeni doğmuş ya da doğmakta olan binlerce yıldızı barındıran bir kuluçkalık. Bulutsu içindeki toz ya da çevrelerindeki toz disklerince gizlendikleri için optik teleskoplarla görülemeyen bu yıldızlar, yıldızlarından aldıkları ısıyı yeniden yayan toz sayesinde Spitzer'e yakalanıyorlar. Spitzer'le yapılan gözlemler Bulutsu içindeki yıldızların %60-70'inin toz disklerine sahip olduğunu ortaya koydu. Bir başka bulguysa, bulutsudaki yıldızların %60'ının, her biri yüzlerce birey içeren "yıldız kentlerinde" ya da kümelerde bir arada bulunmaları. Yıldızların %15'i daha küçük dış kümelerde toplanmışken, %25'iyse tek başına yaşamayı seçenler.

Orion'un genç yıldızları gezegen sistemlerine sahip midirler? Bu sorunun cevabı Robert O'Dell ve Zheng Wen adlı gök bilimcilerin Orion bulutsusu üzerine yaptıkları olası gezegen sistemleri araştırmasında bulunabilir. Bu ikili, 1989 yılından beri bulutsunun içinde yer aldığı düşünülen ön gezegenleri araştırarak çalışmalarının sonuçlarını 1994 yılının son günlerinde yayınladılar. Bu araştırmalarıyla 110 yıldızın çevresinde gaz ve toz ortamının kanıtını buldular. Hatta bu yıldızların 56 sında da gezegenleri oluşturacak maddenin varlığını keşfettiler. Elde edilen bu kuvvetli deliller, genç yıldızların çevrelerinde yeni oluşan gezegen sistemlerinin varolabileceğini gösterdi.

Ön gezegen disklerinin keşfiyle Güneş Sistemi'nin 4,6 milyar yıl önce nasıl oluştuğu anlaşılabilecektir. Orion'da bulunan genç yıldızların çevrelerinde keşfedilen bu gaz ve toz bulutları, yakın bir zamanda içerisinde, yıldızların güçlü çekim kuvvetiyle etkileşerek bir ön gezegen diskini meydana getirir. Bu disk gerçekte, Güneş sisteminde de gözlediğimiz gezegenler, kuyruklu yıldızlar, asteroidler ve buna benzer gökcisimlerini oluşturacaktır. O'Dell'e göre bu ön gezegen disklerinde, Güneş bulutsusunda da bulunan karbon, silikat ve diğer elementleri bulunmaktadır. Yine ön gezegen diskinin dış kısmında bulunan kütle büyük bir olasılıkla Dünya kütlesinin birkaç katı kadardır. En net görülen diskin genişliği 8,5 trilyon km olup, Güneş sisteminin 7,5 katı büyüklüğündedir.

Orion bulutsusunun merkezinde yer alan ön gezegen disklerinin araştırması, son zamanlarda bir gökcismi üzerinde yoğunlaşmıştır. Çoğu gök bilimci, bulutsunun merkezinde, Yamuk küme (Trapezium) adı verilen yıldız kümesinde bulunan oldukça sıcak ve büyük bir kütleye sahip olan θ1-C-Orionis (Teta1 C Orionis) adlı yıldızda dikkatlerini toplamışlardır. Bulutsunun merkezinde yer alan bu yıldız, etrafına kuvvetli bir radyasyon ve yıldız rüzgarı meydana getirerek, çevresinde şok dalgaları oluşturur. Oluşan bu şok dalgaları yıldızın çevresinde yer alan gazı ve tozu yararak, Dünyadan basit dürbünlerle bile görülmesine neden olur.

Son zamanlarda bu bölge, elektromanyetik tayfın X-ışınlarında gözlem yapan Rosat uydusuyla gözlenmiştir. Bu uyduyla çok yüksek bir çözünürlük elde edilmiş ve ortamın daha iyi anlaşılması için gerekli olan bilgi sağlanmıştır. O'Dell ve grubu, Trapezium çevresindeki 25 foot alanda 250'nin üzerinde X-ışın kaynağı keşfetmişlerdir. Bu yıldızların çoğu Güneş benzeri düşük kütleli yıldızlardır. Ama geriye kalan birkaç yıldız ise Trapezium'da bulunan en sıcak ve en parlak yıldızları teşkil eder. θ1-C-Orionis, optik dalgaboylarında Trapeziumda bulunan en parlak yıldız olmayıp, yalnız elektromanyetik tayfın X-ışınlarında en parlak yıldızdır. θ1-C-Orionis, O7 tayf tipinde, kütlesi Güneş'in kütlesinin 30 katına, yüzey sıcaklığı ise yaklaşık 40,000 oK sahip bir yıldızdır. Yıldız'ın ROSAT uydusuyla yapılan gözlemleri 11 ay boyunca sürmüş olup bu süre içerisinde yıldızın X-ışın salınımında yaklaşık %50'lik bir değişim gözlenmiştir. ESO'da çalışmakta olan Otmar Stahl ve arkadaşları, θ1-C-Orionis'in tayfı üzerinde yer alan hidrojen ve helyum salınımlarının yaklaşık 15 günlük bir periyotla değiştiğini buldular. Bu çalışmadan önce yıldızın X-ışın üretiminin, tayfı üzerinde yer alan hidrojen ve helyum salınımlarıyla ilişkili olduğu bulmuş fakat periyodu hakkında tam bir bilgiye sahip olunamamaştı. Bu delillere ilaveten Nolan Walborn ve Joy Nichols uluslararası Mor Ötesi Kaşifi (IUE) uydusuyla, 1978 ile 1983 yılları arasında yıldızın mor ötesinde alınmış tayflarının incelenmesiyle, yıldızın morötesi salınımında da kabaca 15 günlük bir değişim bulunmuştu.

Neden bu kuvvetli yıldızda üretilen enerjide, düzenli ve kısa bir periyot vardı? Sebep, θ1-C-Orionis'in, şiddetli manyetik alanı, yüksek yüzey sıcaklığı ve kuvvetli yıldız rüzgarı olarak görünüyordu. Yıldızın dönme ekseni görüş doğrultumuzda eğiktir ve yıldızın dönme sıcak lekelerin görüş doğrultumuza doğru hareket ettirmesi, yıldızın parlaklığında düzenli değişimlere yol açmaktadır.

Daha önceleri astronomlar θ1-C-Orionis'in çevresini aşırı şekilde iyonize ettiğini düşünüyorlardı. Bu yüzden yıldızın etrafında iyonize olmuş gökcisimlerini aradılar. Örneğin; Guido Garay ve çalışma arkadaşları, Orion bulutsusunda az sayıda güçlü olmayan radyo kaynakları keşfettiler. Daha sonra Marcello Felli ve çalışma arkadaşları, Meksika'da bulunan çok geniş tabanlı [[Radyo teleskop|radyo teleskobu]] kullanarak, Trapezium'da hem termal hem de termal olmayan kaynaklar keşfettiler. Termal olmayan kaynaklar, yıldızların manyetik alanlarıyla ve sıcak gazlarla etkileşen elektronlar olduğu anlaşıldı. Buna karşı termal olmayan kaynakların temeli ise optik olarak gözlenen yıldızlardı ki bu yıldızlar ise çevrelerinde dairesel yıldız diskleri bulundurmaktaydılar.

Araştırmalar devam etti. Charles Prosser, O'Dell gibi Hubble Uzay Teleskobunu kullanarak Orion bulutsusunu inceledi. Bu araştırmayla Prosser ve arkadaşları, Trapezium içinde 2.3 ışık yılı küplük hacim içerisinde 300'den fazla yıldız buldular. Onların bu çalışmaları, Güneş'in kütlesinin %15'ine sahip küçük kütleli yıldızları içermekteydi. Yapılan teorik çalışmalar ise, bu yıldızların %80'inin 1 milyon yıldan daha genç yıldızlar olduğunu gösterdi.

Trapezium'un bu merkezsel bölgesi, kızılötesi 8.8 ila 11.7 mikron dalgaboylarında da incelenmiştir. Cornell Üniversitesinde çalışmakta olan Tom Hayward, Houck Cornell ve John Miles, Palomar dağında bulunan 200 inçlik Hale Teleskobunu kullanarak Trapezium bölgesinin mikron dalgaboylarında görüntülerini elde ettiler. Bu görüntüler, θ1-C-Orionis'den kuvvetli yıldız rüzgarıyla atılmış olan gaz ve tozun kanıtını gösterdi. Toz, parlayan gazın içine θ1-C-Orionis'in yıldız rüzgarıyla itilmiş veya parlayan gaz bulutlarının içinde üretilmiş olabilir.

Bir diğer kızılötesi çalışma ise 2.1 mikron dalgaboyunda yapılmış olup Trapezium içinde yer alan kümenin başka gizemli detaylarını da ortaya çykartmıştyr. Max Plank Enstitüsünde çalışmakta olan Stauffer ve Mc Coughrean, Calar Alta'daki 3.5m teleskobu kullanarak, Trapezium merkezi yakınlarındaki yıldızları araştırmıştır. Stauffer ve Mc Coughrean, 0.3 ışık yılı genişliğindeki bir bölgede 100'den fazla yıldız keşfetmişlerdir. Bu da 1 ışık yılı küpünde 4,000 yıldızın bulunduğunu göstermektedir. Bu araştırma, diğer yöntemlerle ve Hubble ile gözlenen gaz düğümlerinin, çok sayıda yıldız sistemlerine karşılık geldiği ortaya çıkartı. Keşfedilen bu genç yıldızlara düğümler uygulandığında, kümelerde çok sayıda ön gezegen disk ve her bir genç yıldızın çevresinde ise bir Güneş sisteminin oluşumunu bulmak söz konusu olabilir. Stauffer ve Mc Coughreanın yaptıkları çalışmayla, Hubble görüntüleri, radyo ve kızılötesi araştırmalar, Trapezium kümesindeki yıldızların %50'sinden fazlasında ilkel gezegen diski bulunduğunu öngörmektedir.