Туманность Ориона

Тума́нность Орио́на (M 42, NGC 1976, Sh-2 281, Большая туманность Ориона) — эмиссионная и отражательная туманность, а также область звездообразования в созвездии Ориона. Имеет видимый блеск около 4m, что делает её не только видимой невооружённым глазом, но и самой яркой диффузной туманностью и одним из самых ярких объектов глубокого космоса. Туманность открыл Никола-Клод Фабри де Пейреск в 1610 году.

Благодаря своей яркости, Туманность Ориона популярна в любительской астрономии. Её угловой диаметр — более 1°, площадь более чем в 4 раза превышает площадь Луны. Туманность подсвечивается яркими звёздами Трапеции Ориона — молодого рассеянного звёздного скопления, расположенного внутри туманности.

Характеристики

Расположение 
Туманность Ориона удалена от Земли, по разным оценкам, на 1300—1600 световых лет и на небе находится в созвездии Ориона. Её угловые размеры — около 65′ × 60′, следовательно, площадь более чем в 4 раза превышает площадь Луны, а линейный диаметр туманности составляет от 23 до 30 световых лет. Сама туманность — часть более крупной структуры: Облака Ориона, которое протянулось на всё созвездие. Такие объекты, как Петля Барнарда, Туманность Конская Голова, Туманность де Мерана, M 78 и другие — все являются частью Облака Ориона.

Физические характеристики 
Туманность Ориона — комплекс облаков газа и пыли общей массой около  , где происходит активное звездообразование. Видимая звёздная величина туманности — 4m, что делает её видимой невооружённым глазом, ярчайшей диффузной туманностью и одним из самых ярких объектов глубокого космоса. В туманности содержится очень молодое рассеянное звёздное скопление — Трапеция Ориона, самые яркие звёзды которого подсвечивают туманность и ионизуют её вещество. Благодаря этому она видна в оптическом диапазоне как эмиссионная и отражательная туманность и частично как область H II, а температура в некоторых её областях достигает  K. В туманности, кроме водорода и гелия, содержатся и более тяжёлые элементы, причём относительно водорода и гелия их содержание в среднем составляет около 70 % от солнечного. В общей сложности в туманности обнаружено около 3000 звёзд, а по оценкам, их количество может доходить до . Как минимум у 150 из них имеются протопланетные диски.

Предположительно, Туманность Ориона около 400 тысяч лет назад потеряла около 2/3 своей начальной массы из-за давления излучения звёзд и звёздного ветра. В будущем звездообразование в туманности завершится, пыль и газ рассеются, а сама она станет рассеянным звёздным скоплением, по параметрам похожим на Плеяды.

Трапеция Ориона 

Трапеция Ориона — рассеянное звёздное скопление, находящееся в туманности, очень молодое и имеет возраст менее 3 миллионов лет. Оно содержит более 1000 звёзд, общая масса которых — 1800 , а масса всего вещества в скоплении, предположительно, составляет 4500 , и если хотя бы 20 % оставшейся пыли и газа сформирует звёзды, скопление будет гравитационно связанным. В скоплении наблюдается сегрегация масс, что для такого молодого скопления можно объяснить тем, что более массивные звёзды формировались в основном в более плотном центре скопления. Вероятно, в центре скопления также находится чёрная дыра массой не менее 100 .

Наиболее яркие звёзды скопления — Тета¹ Ориона A, B, C и D, приблизительно образующие трапецию, дали название этому скоплению. Среди звёзд скопления наиболее горячей и яркой является двойная θ¹ Ориона C. Её температура — 36000 K, видимая звёздная величина — 5,13m, спектральный класс — O6 и она является одной из ближайших к Земле звёзд класса O. Кроме того, она вносит наибольший вклад в ионизацию вещества туманности: следующая по этому показателю звезда, θ² Ориона A, излучает в 3—4 раза меньше ионизующего излучения, при этом она не принадлежит самому скоплению.

История изучения 

Предположительно, Туманность Ориона была известна цивилизации майя: в их мифах есть упоминания «облака дыма» в середине равностороннего треугольника, образованного Ригелем, Саифом и Альнитаком, где действительно находится Туманность Ориона. Тем не менее, достоверной информации о наблюдениях туманности до XVII века не имеется. С другой стороны, астрономы часто принимали Трапецию Ориона за одну звезду 5-й величины: эта «звезда» появлялась в каталогах, например, Клавдия Птолемея в 130 году нашей эры, Тихо Браге в конце XVI века и Иоганна Байера в 1603 году, в котором та получила обозначение Тета Ориона.

Впервые Туманность Ориона обнаружил Никола-Клод Фабри де Пейреск в 1610 году, но он не опубликовал своё открытие, и лишь в 1916 году выяснилось, что именно он стал первооткрывателем туманности. До этого первооткрывателем считался Иоганн Баптист Цизат, открывший туманность независимо от Пейреска в 1611 году. В 1610 и в 1617 годах область туманности наблюдал Галилео Галилей, но оба раза он не заметил туманности, зато в 1617 году впервые обнаружил, что Тета Ориона — не одна звезда, а тройная. После этого и туманность, и множественность Теты Ориона независимо открывали и другие учёные, например, Джованни Баттиста Годиерна, который оставил первую известную зарисовку туманности. Не позже 1731 года Жан-Жак де Меран открыл более тусклую часть туманности, отделённую на небе полосой пыли от основной области — Туманность де Мерана.

В 1769 году Туманность Ориона наблюдал Шарль Мессье. Он занимался поиском комет и составлял каталог объектов, которые можно было бы с ними спутать, и в 1771 году опубликовал первую редакцию своего каталога, в котором Туманность Ориона получила обозначение M 42, а Туманность де Мерана — M 43. Эти два объекта достаточно яркие и их трудно спутать с кометами, поэтому, предположительно, Мессье добавил их, а также Ясли и Плеяды, в каталог для того, чтобы в нём оказалось больше объектов, чем в каталоге Лакайля, содержавшего 42 объекта.

Туманность Ориона неоднократно наблюдал Уильям Гершель, и в 1789 году он выдвинул гипотезу, что она состоит из «материала для будущих солнц». Хотя гипотеза не могла быть подтверждена в то время, она оказалась правдивой.

В 1865 году Уильям Хаггинс с помощью спектроскопических наблюдений сделал вывод, что туманность состоит из светящегося газа. В 1880 году Генри Дрейпер впервые сделал фотографию Туманности Ориона, которая стала первой фотографией туманности в истории.

В 1931 году Роберт Джулиус Трюмплер впервые назвал Трапецию Ориона «трапецией». Он оценил расстояние до неё в 1800 световых лет. Эта оценка была в три раза больше, чем принятая до этого, но она оказалась ближе к действительности.

В 1993 году телескоп «Хаббл» впервые наблюдал туманность, и в дальнейшем регулярно проводил её наблюдения. По результатам первых наблюдений были обнаружены протопланетные диски звёзд туманности. В 2006 году с помощью того же телескопа было сделано наиболее детализованное изображение туманности, на которое попало более 3000 звёзд, включая коричневые карлики. В том же году была обнаружена двойная система коричневых карликов 2MASS J05352184–0546085, у которой впервые напрямую были измерены массы компонент: 0,054 и 0,034 . Неожиданным стало то, что более тяжёлый компонент оказался тусклее, чем более лёгкий.

В 2022 году получены первые изображения туманности, снятые с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб». Поскольку телескоп работает в основном в инфракрасном спектре, пыль в туманности не затрудняет его наблюдения. Эти снимки могут помочь в изучении процесса формирования звёзд, и в частности, в изучении того, как массивные звезды влияют на газопылевое облако, в котором возникают.

Наблюдения 

Туманность Ориона входит в число наиболее известных туманностей и популярна для наблюдения в любительской астрономии. Она видна даже невооружённым глазом: её звёздная величина — около 4m. Туманность можно наблюдать практически из любой точки Земли, так как она находится близко к небесному экватору. Она расположена в области астеризма Меч Ориона, который, в свою очередь, находится между поясом Ориона и двумя звёздами: Саиф и Ригель. Лучшее время для наблюдений — январь.

Поверхностная яркость в области Трапеции превышает 15m на квадратный градус, в остальных частях доходит до 17m. Для сравнения, поверхностная яркость ночного неба при отсутствии светового загрязнения составляет 21,6m на квадратный градус.

Невооружённым глазом при хорошем зрении и при достаточно тёмном небе можно заметить, что этот объект выглядит не как звезда, а как туманное пятно, а при наблюдении даже в небольшой бинокль это становится очевидным. Использование даже небольшого 6-сантиметрового телескопа позволяет различить детали туманности, в частности, четыре звезды Трапеции Ориона, а также заметить Туманность де Мерана. При использовании более крупных телескопов становится видно больше звёзд в Трапеции, а также становится различимым цвет туманности.

При визуальных наблюдениях в небольшие телескопы туманность кажется зеленовато-синей, но в её спектре присутствуют различные цвета. Синий и фиолетовый цвета — отражённый свет ярких горячих звёзд, зелёный — эмиссионные линии дважды ионизованных атомов кислорода, красный — излучение атомов водорода в линии Hα. Так как источники излучения разных цветов различаются, то цвета различаются и у частей туманности. Причина, по которой излучается зелёный свет, долгое время была неясна, и для объяснения этого явления вводился гипотетический элемент — небулий. С развитием атомной физики выяснилось, что такие линии являются запрещёнными линиями кислорода.

Соседние объекты глубокого космоса 
Туманность Ориона является частью Облака Ориона, поэтому её окружение богато примечательными объектами глубокого космоса.
 Туманность де Мерана — туманность, расположенная рядом с Туманностью Ориона, отделена от неё лишь полосой пыли; иногда считается её частью.
 M 78 (NGC 2064, NGC 2067, NGC 2071) — группа отражательных туманностей.
 Конская Голова — тёмная туманность на фоне светящегося газа.
 Туманность Пламя — эмиссионная туманность.
 Голова Ведьмы — остаток сверхновой, подсвеченный звездой Ригель.
 NGC 2174 — эмиссионная туманность.
 NGC 1973, NGC 1975, NGC 1977 — группа отражательных туманностей.
 Петля Барнарда — остаток серии взрывов сверхновых.
 LDN 1622 — тёмная туманность, в отличие от вышеописанных объектов, не принадлежащая Облаку Ориона.

Примечания

Ссылки 

 

Орион (созвездие)
Диффузные туманности
Области H II
Объекты Мессье
Туманности по алфавиту
Объекты «Нового общего каталога»