【猎户座大星云】
猎户座大星云（M42，NGC 1976）是一个位于银河系的弥漫星云，在天空中坐落在猎户座的猎户腰带位置，如果从北半球温带位置观察，该星云位于猎户腰带下方，而假如从南半球温带观察，星云位于猎户腰带上方。作为猎户之剑的中心。猎户座大星云是亮度最高的星云之一，在夜空中裸眼可见，视星等为4.0。星云距离地球lk=on，为最接近地球的一个恒星形成区。猎户座大星云宽度约24光年，因此从地球观察其宽度约为1度。它的质量约为太阳的2,000倍。
长久以来，猎户座大星云都是夜空中最受关注的拍摄对象，并且它也得到了天文学家的广泛研究。对此星云的研究可揭示出恒星和行星系统的形成过程，星云中的气体和尘埃因引力坍缩，并最终演变为星体。近年天文学家已直接观测到该星云四合星附近的原行星盘、棕矮星、激烈的气体湍流，以及附近大量出现的光电离恒星。
== 物理特性 ==
星际风对星云的塑造。
猎户座的摄影，猎户座大星云位于中下方。
在无光害的地方，猎户座大星云在夜空中肉眼可见。它位于在猎户腰带南部，与另外两颗恒星组成了猎户之剑。肉眼看来，猎户座星云似一颗模糊的恒星，而假如使用望远镜观察则可看到明显的星云特征。Efn|在理想的环境下，安装广角镜头的相机进行五分钟的曝光便足以捕捉到整个猎户座和猎户座大星云的粉红色光辉。此外，捕捉相邻星云的细节也是测试天文摄影、望远镜分辨率和后期处理技巧的一个挑战。透过普通双筒望远镜观察猎户座大星云时，它看起来就像一只展翅飞翔的火鸟，因此也被赞誉为「火鸟星云」。星云中心区域的峰值面亮度约为17 Mag/arcsec2（17星等每平方角秒Efn|Mag/arcsec²是指在每平方角秒的天空区域内，天文对象的亮度相对于特定星等的大小。，约为14毫尼特），而外层蓝色光晕的峰值面亮度约为21.3 Mag/arcsec2（约为0.27毫尼特）。需要注意的是，本条目图片中的猎户座大星云亮度已被大幅增强。
猎户座大星云包含有一个年轻的疏散星团，其被称为猎户四边形星团，因为它的四颗主要恒星形成了直径为1.5光年的四边形图样。在视宁度良好的夜晚，可分辨出其中两颗恒星的双星系统，因此这个星团总共有六颗恒星。该星团中的恒星与猎户座大星云里许多恒星一样，尚处于早期阶段。整个猎户座大星云包含大约2,800颗恒星，总直径为20光年。该星云被更大的猎户座分子云团所包围，这个分子云团的宽度达数百光年，横跨整个猎户座。该复合体成员还包括巴纳德环、IC 434（马头星云）、M78星云和附近的一些反射星云。速逃星御夫座AE、白羊座53、天鸽座μ可能源自猎户座大星云，时间大约在200万年前。如今这三颗恒星正以超过100 km/s的速度远离星云。
=== 颜色 ===
观察者们很早就注意到星云除了红色和蓝紫色之外，还带有一种独特的绿色色调。红色调是由H-α复合线辐射导致的，波长为656.3 nm。蓝紫色则是来自星云核心处恒星的O型光谱。
直到20世纪初，科学家仍不清楚猎户座大星云绿色色调的来源，当时已知的光谱线无法解释这一颜色。有人猜想这些奇特的光谱线来自一种新的元素，并将这种未知元素命名为“𰚼”（Nebulium）。后来，随着对原子物理学理解的深入，这种绿色调被解释为由双电离氧产生的一种低概率电子跃迁，称为“禁制跃迁”。当时的实验室环境无法复现这一现象，因为它需要在静止且几乎无碰撞的条件下进行，即仅在太空极高真空度的环境中才有可能出现。
== 历史 ==
梅西耶在1771年的《皇家学院回忆录》（Mémoires de l'Académie Royale）中描绘了猎户座大星云的图像。
有猜测认为，中美洲玛雅文明的创世神话“三块炉石”可能是对猎户座大星云的描述：这三颗恒星分别是猎户座底部的参宿六和参宿七，以及位于猎户腰带顶端的参宿一，它们形成了一个近乎完美的等边三角形，以猎户座大星云为中心的猎户之剑位于这个三角形的中央。玛雅人的现代后裔Lacandon people将此星云视为科巴脂燃烧产生的烟雾，而古玛雅人则将其视为创世火焰的余烬。
托勒密的《天文学大成》和阿卜杜勒-拉赫曼·苏菲的《恒星之书》都没有关于猎户座大星云的记载。伽利略也从未提及这一星云，即使他在1610-1617年间曾用望远镜观察附近区域。因此有假说提出，在现代时期，猎户座大星云中部分恒星的亮度可能有所增加，使得星云在夜空中变得更加明显。尽管古代文献几乎没有对该星云的记载，但星云中最明亮的一些恒星还是被早期的天文学家作为5等星而记录下来，如托勒密、第谷·布拉赫和约翰·拜耳。
1610年11月26日，法国天文学家Nicolas-Claude Fabri de Peiresc最先用望远镜观察到猎户座大星云的特征。他所用的折射望远镜来自法国律师Guillaume du Vair的赞助。最早公开发表的观测结果来自瑞士琉森的天主教天文学家让-巴蒂斯特·齐扎特，在他1619年关于彗星的专著中（他在此书中称在1611年观察到这个星云）。他在书中将此星云与一颗明亮的彗星对比，并如此描述从望远镜观测到的星云特征：
齐扎特比较了星云中心恒星与彗星头部的不同，他观察到星云中心更似方形而非圆形，这或许是关于猎户四边形星团的最早描绘。1617年2月4日，伽利略首先发现了四边形星团中的三颗恒星。
后续数年，一些天文学家相继独立发现了这个星云。例如意大利天文学家Giovanni Battista Hodierna，他在《De systemate orbis cometici, deque admirandis coeli characteribus》中对其作了绘图。1659年，荷兰天文学家克里斯蒂安·惠更斯在作品《土星系统》（Systema Saturnium）中描绘了猎户座大星云的外观。
1769年3月4日，法国天文学家夏尔·梅西耶观察到了猎户座大星云，以及四边形星团中的三颗恒星。它们被记录在1774年出版的梅西耶天体列表第一版。由于该星云是梅西耶发现的第42个深空天体，因此它又称M42。
1865年，英国业余天文学爱好者威廉·哈金斯利用视觉光谱法发现，猎户座大星云与自己曾探测过的其它星云一样，是由“发光气体”构成。1880年9月30日，美国天文学家亨利·德雷伯使用Gelatin silver process，借助一台11英尺（28厘米）口径折射望远镜对星云进行了长达51分钟的曝光，最终得到历史上首张猎户座大星云天文摄影照片。不久后的1883年，英国业余天文爱好者Andrew Ainslie Common在位于伦敦伊灵的家中后院用一台31英尺（91厘米）折射望远镜进行了60分钟的曝光，最终得到数张猎户座大星云照片。这些照片展示出人类肉眼无法看到的，星云中较为暗淡的恒星细节。
1902年，德国天文学家赫尔曼·卡尔·沃格尔和埃伯哈德发现了星云内部物质存在不同速度。1904年，他们在法国马赛使用干涉测量术探测星云内部的环绕与无规则移动速度。而后坎贝尔和摩尔利用摄谱仪确认了上述观测结果，并演示了星云内部的湍流。
1931年，瑞士裔美国天文学家Robert Julius Trumpler记录到猎户四边形星团中较为暗淡的恒星为双星系统，并将其命名为“四边形星团”（Trapezium cluster）。基于这些天体的星等和光谱类型，他估计其相对地球的距离在1800光年左右。这个估值比同时代普遍认为的要远三倍，但更接近现代科学的估算。
可见光和红外巡天望远镜拍摄的猎户座分子云团图像，揭示出许多新形成的恒星与其它天体。自从哈勃望远镜在1993年首次观察猎户座大星云以来，该星云就成为了哈勃望远镜的常规观测目标。通过对所观测到的图像的分析，人们成功地建立了精细的猎户座大星云三维模型，并从中观测到了新形成恒星的原行星盘和来自大质量恒星的高强度紫外辐射。
2005年，哈勃望远镜安装的先进巡天照相机（the Advanced Camera for Surveys）拍摄了有史以来猎户座大星云最为清晰的图像。该图像由望远镜在104个轨道上拍摄，其中捕捉到超过3,000颗恒星，最暗淡的恒星亮度达到23星等，包含形成初期的褐矮星和可能的褐矮星双星系统。一年后，与哈勃望远镜合作的科学团队宣布首次完成双褐矮星（eclipsing binary brown dwarfs）的质量观测。 这对位于猎户座大星云的双褐矮星的估计质量分别为0.054 M☉和0.034 M☉单位M☉定义为太阳的质量，约为2×10^30千克，环绕周期9.8天。并且有些出乎意料的是，这对双星中质量较大的星体亮度更低。
== 结构 ==
猎户座大星云的星图
红外图像（右），红外图像可揭示出星云中闪耀的更多恒星。|left
整个猎户座大星云在地球天空占据约1°区域，其结构包括星际云、星团、电离氢区和反射星云。猎户座大星云属于范围更广的猎户座分子云团的一部分，该分子云团横跨整个猎户座，还包含巴纳德环、马头星云、M43星云、M78星云以及火焰星云。云团各处都孕育新生恒星，不过早期恒星的分布主要集中在密集的星团，例如猎户座大星云中亮度较高的位置。
根据当前的天文学模型，猎户座大星云包含一个大致位于猎户座θ1C的电离氢区，位于被众多年轻恒星环绕的空腔中的分子云一侧。（猎户座θ1C发出的光子电离辐射比次亮星伐二A高3到4倍。）电离氢区中最高温度可达10,000K，但在星云边缘位置急剧下降。星云的辐射主要来自空腔背后的光电离气体。电离氢区被一个不规则的凹湾状高密度云所环绕，凹湾区域之外是中性气体块。星云位于分子云团的边缘。分子云团内的气体显示出不同的运动速度和湍流，特别是在核心区域，相对速度可达10 km/s，局部速度变化可能超过50 km/s。
猎户座大星云的众多特征被赋予了不同名字。其中由星云北部延伸至亮区的暗湾被称为“大海湾”（Sinus Magnus），也称“鱼嘴”（Fish's Mouth）。延展至两边的光亮区被称为“翅膀”（Wings），其它被命名的特征还包括“剑”（The Sword）、“刺”（The Thrust）和“帆”（The Sail）。
== 恒星形成 ==
哈勃望远镜拍摄的电离原行星盘
恒星形成伴随的烟花
猎户座大星云是宇宙中一处恒星诞生地。观察发现，星云中约有700颗恒星处于不同形成阶段。
1979年，法国庇里牛斯山的Pic-du-Midi Observatory借助拉勒芒电子相机在猎户四边形星团附近发现了六个未知的强离子源。这些离子源被称为部分电离球（partly ionized globules, PIGs），它们最初被认为是在猎户座大星云之外电离的。后续甚大天线阵的观测表明，这些电离源与太阳系大小的凝聚物相关。因此有理论猜测，这些物体或许是尚未成形的低质量恒星，其周围环绕着原恒星蒸发吸积盘。1993年，哈勃望远镜的观测结果确认了在猎户座大星云中存在原行星盘，并根据其特征称之为电离原行星盘。哈勃太空望远镜在星云内共发现了150多个类似的结构，科学家们认为这些结构有助于揭示太阳系的形成和演变过程。考虑到这些原行星盘的数量庞大，人们推测恒星系统在宇宙中的形成是非常普遍的现象。
电离氢区的氢气与其它气体在引力作用下集聚，最终可演化为恒星。在集聚过程中，气团的中心密度逐渐增加，引力势能被转化为热能，使得温度逐步升高。当气团温度上升至一定程度时，中心区域可激发核聚变反应，由此生成一个原恒星。原恒星“诞生”的标志是其能量辐射压力足以平衡内部引力作用，并停止引力坍缩，从而使自身保持稳定状态。
通常，当气团中心引燃核聚变时，其周围的物质云仍有较远距离。这些物质云被称为原恒星的原行星盘，行星在此处形成。最近的红外观测显示，这些原行星盘中的尘埃颗粒会逐步集聚，从而形成微行星。
一旦原恒星进入主序阶段，它就被视为恒星。尽管大部分原行星盘都具备生成行星的条件，然而观测数据显示，如果猎户座四边形星群的年龄与星团内的低质量恒星相当，那么目前观测到的电离原行星盘很有可能会因强烈的恒星辐射而无法存在。这些电离原行星盘距离猎户座四边形星群非常接近，因此有观点认为这些原行星盘所在的恒星比星团中其他恒星更年轻。