Созвездие Ориона

Messier 43, NGC 1982 или Малая Туманность Ориона

Эту туманность можно было бы сравнить с пригородом крупного мегаполиса, который к некоторому моменту оказался поглощен огромным городом и более не именуется своим историческим названием. Примерно это и случилось с так называемой “Малой Туманностью Ориона”, которую больше никто так не называет, потому что современные телескопы — даже самые простые — показывают обе туманности, которые когда-то считались разделенными темным промежутком космической пыли, как одно целое.

Но когда-то телескопы были не такие зоркие — даже у профессиональных астрономов. А наблюдатели хватались за любую возможность предъявить Миру очередное открытие.

Небольшой клочок светящегося облачка, как-будто отделившийся от от Туманности Ориона, впервые описал французский астроном Жан Жак де Меран в 1731 году. Вероятно, туманность наблюдали и ранее, но не никто не догадался отнестись к ней как к отдельному объекту.

В 1769 году Шарль Мессье включил туманность Де Мерана в первую редакцию своего каталога. Уже современники видели в этом прецеденте конкуренцию двух астрономов. Николя Луи де Лакайль опубликовал свой каталог чуть раньше, и в нем числилось 42 объекта. Шарль Мессье, создающий подобный каталог туманных объектов (неясной тогда для ученых природы), стремился к тому, чтобы обойти Лакайля числом. Но тоже уперся в цифру 42 — больше добавить к имеющемуся ему было нечего. Тогда он вспомнил о туманности Де Мерана (которую уже тогда практически никто не считал отдельной туманностью), а для верности добавил в каталог звёздные скопления Плеяды и Ясли, хотя ничего туманного среди звёзд этих скоплений тогда не наблюдалось. Таким образом каталог Шарля Мессье вышел на рекордное для своей эпохи количество — 45 необычного вида объектов, которые по невнимательности можно было бы спутать с кометами (назначение каталога Шарля Мессье было прежде всего в этом, и тем нелепее в нем смотрелись Ясли, Плеяды и даже Туманности Ориона и Андромеды — отлично знакомые тогда каждому астроному).

В действительности между туманностями M42 (Большая Туманность Ориона) и M43 (Малая Туманность Ориона) прослеживается легкое потемнение. Это не зазор между туманностями, а пылевая полоса, пролегающая чуть ближе к наблюдателю и частично преграждающая путь фотонам, испускаемым атомами водорода при рекомбинации.

Туманности потому и видны, что погруженные в них звёзды — голубые гиганты — сперва ионизируют своим ультрафиолетовым излучением материю туманностей, а потом электроны и ядра атомов вновь находят друг друга, объединяются и возвращают Вселенной фотон света.

Но плотность этого туманного волокна (у него даже есть своё название — “Северо-восточная темная полоса” — “Northeast dark lane”) невелика, и на фотографиях сделанных с большой выдержках обе части туманности Ориона выглядят слитно — без каких-либо промежутков.

Зато в самой туманности Де Мерана (правда, немного с краю) обнаружилась гораздо более темная пылевая полоса, и очень интересная по своей структуре — “M43 dark lane” — вот она действительно очень густая и практически непрозрачная для видимого света. Она демонстрирует такое великолепие и разнообразие форм, что её сравнивают с дымом из трубы паровоза или Хвостом Химеры. В действительности “кудрявая фактура” этого пылевого образования может рассказать о динамике многих процессов, но происходящих немного в другом месте Вселенной — не в Туманности Де Мерана или Туманности Ориона, а в районе спирального рукава Персея-Ориона чуть более близком к нам, чем обе упомянутые туманности… но — насколько это ближе, наука пока ответа не дает.

Кстати, именно эта клочковатая темная структура в эпоху первых наблюдений данной туманности стала причиной того, что форму туманности сравнивали с “запятой” сразу несколько наблюдателей. Но этим словом туманность не назвали. А жаль. Хорошее было бы название — Comma Nebula.

Даже применительно к хорошо изученным туманностям М42 и М43 разница в определении расстояний варьируется от 1000 до 1600 световых лет, а общепринятое усредненное значение, которое наиболее часто используется в популярных статьях по астрономии, соответствует 1300 световым годам — и для Туманности Ориона в целом, и для Туманности Де Мерана. Но, каким бы это расстояние не было, оно одинаково для обеих туманностей.

Если принять за опорную оценку расстояния в 1300 световых лет, то Туманность Де Мерана будет иметь пространственные размеры около 4 световых лет.

“Освещает” (ионизирует) Туманность Де Мерана лишь одна значительная звезда — это голубой гигант (и переменная звезда) NU Ориона (упоминаемая также, как HD 37061) 7-й звёздной величины (блеск меняется непредсказуемо в пределах 0,5m). Во многих источниках (предположительно по чьей-то ошибке с последующим копированием из текста в текст) звезда классифицируется как “голубой карлик”. Мне было очень удивительно это читать, поскольку её масса превышает 8 солнечных масс, а интенсивности ультрафиолетового излучения хватает для ионизации облаков водорода на пару-тройку световых лет вокруг. Конечно, звезды Трапеции Ориона, ответственные за сияние Большой Туманности Ориона гораздо более массивные и яркие, к тому же их несколько. Но это всего лишь ответ на вопрос, почему Туманность Де Мерана имеет всего лишь 9-ю звездную величину — потому что всего одна горячая и массивная звезда находится в её центральной части, а не целых рой голубых сверхгигантов.

Как и во всей протяженности Туманности Ориона, в Туманности Де Мерана происходит активное звёздообразование, и в центральной части M43 есть своё рассеянное звездное скопление, но совсем небольшое — успешно наблюдать его могут лишь самые крупные телескопы.

Видеоиллюстрация к рассказу (в самом его начале) создана на основе астрофотоснимка космического телескопа имени Эдвина Хаббла. Ниже это же изображение, но ничем не обрезанное. На нем хорошо видна туманность Де Мерана целиком, а также ионизирующая облака водорода звезда NU Ориона, «Северо-восточная темная полоса» (она протянулась вдоль нижнего края астрофотографии), и «Хвост Химеры», тянущийся вертикально практически через центр кадра. В видеоиллюстрации звучит мой трек «Попытка Творения» из экспериментальной студийной сессии «Фантазии о Мирах».

ПОДДЕРЖАТЬ ПРОЕКТ «ВСЕЛЕННАЯ И ЧЕЛОВЕК»

Забавный образ шахматного коня в профиль среди звёзд является, пожалуй, самым узнаваемым среди объектов глубокого космоса. Можно сказать, что туманность “Конская голова” возглавляет рейтинг узнаваемости (сопряженный с рейтингом популярности) среди туманностей и галактик. Быть может, на слух больший отклик в Человечестве находят астронимы “Туманность Андромеды” и “Туманность Ориона”. Но, как они выглядят, известно лишь специалистам и продвинутым любителям. И даже в их среде нередки случаи, когда знаменитую (Туманность) Галактику Андромеды путали с какой-то другой галактикой даже видавшие многое популяризаторы астрономии. А туманность Ориона на снимках в разных фильтрах может выглядеть сама на себя непохожей. И только профиль шахматного коня даст понять каждому жителю Земли, что перед Вами всё та же — единственная в своём роде и совершенно уникальная — туманность Конская голова.

Начнем с того, что говоря о туманности Конская голова, мы подразумеваем сразу два принципиально разных образования в этом районе нашей Галактики. И только вместе они создают этот запоминающийся визуальный образ. Причем, то что мы видим — светящийся диффузный фон — туманностью Конская голова не является. Ею является темный силуэт на светлом фоне — причудливое по форме пылевое облако — для видимого излучения звезд и туманностей непрозрачное. Не будь позади него относительно яркой эмиссионной туманности, мы, возможно, сейчас и не догадывались бы ни о каком темном газо-пылевом космическом коне.

Фон для узнаваемого лошадиного профиля создает водородная туманность IC 434, открытая Уильямом Гершелем в конце 18 века. Но никаких забавных подробностей в очертании этой туманности Гершель не углядел, хотя наблюдателем он был отменным — гораздо более зорким и внимательным, чем большинство его последователей. Но всё же есть и объективные причины — телескопы в эпоху Гершеля были несовершенными — их темные металлические зеркала теряли от 50% до 80% попавшего в них света.

Сто лет спустя темный силуэт Конской головы обнаружила на фотопластинке, сделанной в обсерватории Гарвардского колледжа, Уильямина Флеминг — женщина уникальной судьбы и одна из ярких личностей в астрономии. Не имея специального образования она сделала в астрономии много такого, что увековечило её имя. Открытие “Конской головы” — это, пожалуй, курьезный эпизод в её научной биографии, нежели нечто серьезное. Ведь Уильямина создала самую первую систему классификации звёздных спектров и лично исследовала в рамках этой системы более 10 тысяч звёзд, создала методику обработки данных и ручных вычислений в астрономии, столь эффективную, которая работала быстрее, чем первые компьютеры (впрочем, она их не застала и умерла довольно рано — не справившись с пневмонией).

Уильямина открыла десятки новых туманностей, но публикацией этих открытий занимался её научный руководитель Уильям Генри Пикеринг, который даже не упомянул имени коллеги. Ирония ситуации развивалась так, что Джон Людвиг Дрейер описал в своём каталоге новую туманность без указания инициалов формального открывателя — указал лишь фамилию — Пикеринг, что породило путаницу, и открытие стали приписывать брату Уильяма Генри — Эдварду Чарльзу Пикерингу — тоже известному астроному 19-20 веков.

На фоне туманности Конская голова успел засветиться и Эдвард Эмерсон Барнард, включив её в свой каталог под номером 33. Но и там имени первооткрывательницы — Уильямины Флеминг — не значилось.

Если бы не колоссальный резонанс, который стали вызывать фотографии туманности в прессе, и поднимающийся интерес к подробностям вокруг этого вселенского (но в первую очередь — культурологического) феномена, имя Уильямины Флеминг так бы и осталось в тени. Но журналисты наперегонки выискивали новые тайны вокруг туманности, интересовались, кто именно открыл сию диковинную голову лошади в космосе, и докопались до истины — имя первооткрывательницы стало известно Миру.

Надо сказать, что для астрономов сходство с лошадью не делал туманность более привлекательной. Но для далекой от науки публики это оказалось главным триггером активизации внимания — точно так же, как иллюзорное лицо сфинкса на Марсе или прочие не нуждающиеся в научном объяснении артефакты, суть которых заключена лишь мимолетном внешнем сходстве.

Тем не менее, туманность Конская голова и более чем через столетие смотрит на нас из каждой книги по астрономии, с каждого научного или околонаучного вебсайта. А виной всему этому просто облако поглощающей свет темной космической пыли, закрывающее собой часть светлой туманности, расположенной чуть позади.

Все это вместе — и светлая часть, и темная часть — образа Конской головы является фрагментом гигантского туманного комплекса в созвездии Ориона, куда входит множество других туманностей — Большая и Малая Туманности Ориона, Туманность Пламя (последняя буквально примыкает к Конской Голове). Считается, что расстояние до всех этих туманностей примерно одинаково — 1200-1500 световых лет. Оценки расстояний разнятся, но точно определить расстояние до объектов, не имеющих явных границ, вряд ли вообще возможно, ведь Туманности видны настолько, насколько их освещают другие звезды (если речь об отражательных туманностях, таких, как туманность Пламя), или насколько хватает мощности ультрафиолетового излучения расположенных поблизости звезд, вызывающих ионизацию водорода в этих туманностях. И только в отношении темных пылевых туманностей, имеющих четкие очертания (видимые на фоне светлых туманностей) есть какая-то конкретика по размерам и границам. Но она тоже условна, поскольку опирается на данные о более далекой светлой туманности, а о ней информация может быть очень приблизительная.

Ввиду всего перечисленного, остается неясным, насколько темный силуэт Конской головы может быть ближе, чем эмиссионная туманность IC 434. Разница в расстоянии может составлять и 30 световых лет, и 300 световых лет.

По ряду приблизительных оценок, размер этого тёмного облака составляет около 4 световых лет. Однако, это размер именно “Головы”, но не всего пылевого облака, которое простирается в разные стороны под эмиссионной туманностью IC 434 на расстояние в десятки раз большее (хотя, астрономы пока точно не знают — одно ли это облако пыли, или несколько, которые просто накладываются друг на друга при наблюдении с Земли).

Но в любом случае мы имеем дело с огромным ресурсом строительного материала для формирования планет и звезд третьего поколения. Из водородных облаков комплекса Ориона может быть сформировано несколько тысяч звезд. Но для формирования планет требуется широкая палитра химических элементов. И все они есть в пылевых туманностях. В туманности Конская голова обнаружено не только множество тяжелых химических элементов, но и значительное разнообразие химических соединений, в том числе и органических. Фактически Вселенная прямо в межзвёздном пространстве занимается синтезом тех веществ, которые потом будут участвовать в возникновении тех или иных проявлений жизни. Губительный для всего живого ультрафиолет здесь выступает эффективным катализатором многих важных для возникновения жизни химических реакций. Дело осталось за малым — создать планеты, на которых уже произведенные космической средой вещества смогут стать началом жизни.

Кстати, именно в районе шеи этой космической лошади астрономы обнаружили активное образование звезд небольших масс, сравнимых с Солнцем, а именно такие звезды сейчас считаются наиболее подходящими для поддержания условий, пригодных для жизни в своих планетных системах.

Туманность Конская голова крайне популярна в среде любителей астрономии. Получить фотографию этой туманности современными любительскими средствами не сложно — практически каждый начинающий астрофотограф это делает в первую очередь. Но обнаружить туманность визуально способны лишь единицы — экстремальные наблюдатели, которые развили у себя адаптацию зрения к темноте далеко за пределы средних человеческих способностей. Сложности таким наблюдениям добавляют две близко расположенные яркие звезды в поясе Ориона — Дзета Ориона по имени Альнитак, и Сигма Ориона (крайне интересная кратная звезда, известная людям с древности, но по каким-то причинам собственного имени не получившая) — эти звезды могут просто “ослепить” наблюдателя и не позволить ему видеть слабое свечение эмиссионной туманности IC 434 и темный силуэт Конской головы на её фоне.

Интересно, что в инфракрасном диапазоне спектра, в котором изучает Вселенную космический телескоп имени Джеймса Уэбба, силуэт Конской головы выглядит светлым. Потому что нагретая лишь до нескольких градусов Кельвина межзвёздная пыль начинает переизлучать полученную от звезд энергию, но уже в тепловом излучении.

Звездные ветра, пронзающие просторы туманного комплекса созвездия Ориона, с течением времени видоизменяют форму пылевых туманностей, вплоть до полного их рассеяния (за исключением того, что будет сформировано в плотные протопланетные диски). Но именно эти ветра и создают те волны плотности, которые подталкивают пылинки к слипанию между собой и превращению в каменистые планеты. Наши далекие потомки, скорее всего, уже не будут видеть здесь забавный образ лошадиной головы, но обязательно отыщут на небе нечто не менее привлекательное.

Видеоиллюстрация к рассказу создана на основе астрофотографии, которую сделал американский астрофотограф Чак Аюб (Chuck Ayoub).

Использован музыкальный трек из моего альбома «Облако Оорта».

Ссылка на оригинальное изображение: reddit.com

Chuck Ayoub: X (Twitter)  Instagram  Youtube  Facebook  

ПОДДЕРЖАТЬ ПРОЕКТ «ВСЕЛЕННАЯ И ЧЕЛОВЕК»

Источник

Табит — звезда, расположенная в созвездии Ориона, обладательница яркости 3,16m (видимая звездная величина). Согласно шкале Бортля, она заметна невооруженным глазом даже в условиях городского освещения!

Спектральный класс Табита — F6V, что свидетельствует о том, что она несколько превосходит наше Солнце как в размерах, так и в яркости. Это обстоятельство указывает на то, что водород в ядре звезды выполняет роль ядерного топлива, что подтверждает ее положение на главной последовательности. Начиная с 1943 года, спектр этой звезды стал одной из надежных опорных точек, по которым классифицируются другие звезды. Пи Ориона находится на минимальном расстоянии, при котором некорректно учитывать инфракрасное или ультрафиолетовое излучение. Звезда излучает энергию из своей внешней атмосферы при эффективной температуре около 6 242 градусов Цельсия, что придает ей желто-белый оттенок, характерный для звезд F-типа.

Для того чтобы планета, аналогичная нашей Земле, получала примерно столько же энергии, сколько она получает от Солнца, ее следует расположить на расстоянии 1,72 а.е. (фактически за орбитой Марса). В этом случае звезда выглядела бы на 30% меньше нашего Солнца так, как мы его видим с Земли, с угловым размером 0,33° (угловой диаметр нашего Солнца составляет 0,5°). Тем не менее, ни одной планеты вокруг Табита пока не обнаружено. Хотя в радиальной скорости звезды наблюдается периодичность 73,26 дня, она, вероятно, более связана со звездной активностью, чем с наличием планетарного объекта на близкой орбите. Вокруг Табита не зафиксировано субзвездного спутника, а команда обсерватории Мак-Дональд установила пределы присутствия одной или нескольких планет с массами от 0,84 до 46,7 масс Юпитера на средних расстояниях от 0,05 до 5,2 а.е. Таким образом, возможно, что планеты могут вращаться по орбитам в зоне обитаемости, не испытывая влияния гравитационно-возмущающих тел. Табит была выбрана одной из десяти главных целевых звезд для поиска двойника Земли!

Звезда обладает поверхностной гравитацией 251,1 м/с², что несколько меньше солнечной (274,0 м/с²). Звезды, имеющие планеты, часто характеризуются повышенной металличностью по сравнению с Солнцем, и Пи Ориона демонстрирует слегка повышенное содержание металлов: содержание железа в ней относительно водорода составляет 109% от солнечного. Вращаясь с экваториальной скоростью 17 км/с, что практически в 8,5 раз быстрее солнечной, этой звезде требуется около 3,8 дня для совершения полного оборота, что, вероятно, приводит к значительной магнитной активности. Табит имеет возраст 1,4 миллиарда лет, что является сравнительно небольшим сроком по сравнению с временем жизни карликов, осуществляющих водородный синтез, который оценивается в 4,9 миллиарда лет!

Рентгеновское излучение указывает на наличие у звезды горячей короны, характерной для звезд солнечного типа. Тщательно изученные движения звезды показывают, что она приближалась к Солнцу 210 000 лет назад на расстояние 15 световых лет, когда ее яркость была в два раза больше. Табит, возможно, является переменной звездой типа Дельты Щита, поскольку ее яркость колеблется примерно на 5%, находясь в пределах +3,15m и +3,21m, однако этот тип переменности пока еще не подтвержден.

Сайф — это ярчайшая звезда в созвездии Ориона, и она находится на расстоянии около 870 световых лет от Земли. Звезда является голубым сверхгигантом, который является одной из самых больших и ярких звезд, известных науке. Вы не ослышались — это настоящий «космический великан». Из-за своей огромной массы и необычайной яркости Сайф имеет Ярко-голубоватый оттенок и высокую температуру поверхности — варьируется от 24000°C до 29000°C градусов Цельсия! Для сравнения, наше Солнце горит при температуре около 5500 градусов... Сайф находится на стадии активного сжигания водорода в своем ядре. В будущем она превратится в красного гиганта и, вероятно, завершит свою жизнь в виде сверхновой.

Алнитак — тройная звездная система, расположенная на восточной оконечности Пояса Ориона. Первичная звезда системы обладает второй величиной и имеет спутник четвертой величины, который находится на расстоянии почти 3 угловых секунды. Orbita этого спутника занимает более 1500 лет для полного оборота.

Элемент системы, названный Алнитак A, является близкой двойной системой, состоящей из звезд Алнитак Aa и Алнитак Ab.

Алнитак Аа — это синий сверхгигант спектрального типа O9.5Iab с абсолютной звездной величиной -6,0 и видимой звездной величиной 2,0. По оценкам, он в 33 раза массивнее Солнца и в 20 раз превосходит его в диаметре. Удивительно, но яркость Алнитак Аа примерно в 21 000 раз превышает солнечную, а его поверхностная яркость (светимость) приблизительно в 500 раз больше. Это — самая яркая звезда класса O на ночном небе. Примерно через миллион лет она расширится в красный сверхгигант, размеры которого surpass будут шире орбиты Юпитера, прежде чем завершит свою жизнь взрывом сверхновой, вероятно оставив после себя черную дыру.

Алнитак Ab — синий субгигант спектрального типа B1IV с абсолютной звездной величиной -3,9 и видимой звездной величиной 4,3, который был открыт в 1998 году.

Существование четвертой звезды, Алнитак C, 9-й величины, не было окончательно подтверждено, и она может не принадлежать к группе Aa–Ab-B, а просто находиться на линии прямой видимости.

Так же рядом со звездой Альнитак находятся туманности Пламя и Конская головва, где происходят активные звездообразования.