Пятница, Декабрь 15, 2017
Понедельник, 31 Декабрь 2012 16:18

Созвездие Ориона

Автор 
Оцените материал
(2 голосов)
В конце зимы и в начале весны в вечерние часы созвездие Ориона находится в кульминации в южной части неба. Найти его не составляет особого труда, наиболее яркими звездами оно напоминает гигантские, немного наклоненные, песочные часы. В центре созвездия три яркие звезды (ζ, ε, δ), расположенные вдоль ровной наклонной линии, образуют пояс Ориона. Вверху и внизу от пояса, примерно на равном расстоянии, находятся плечи (звезды α, γ) и ноги охотника (звезды κ, β). Более слабые цепочки звезд и туманностей образуют его голову, меч и руки. Самые яркие звезды созвездия Бетельгейзе (α Ориона) —  красный сверхгигант и Ригель (β Ориона) — голубой сверхгигант. Облако Ориона

Созвездие Ориона проецируется на галактическую плоскость, богатую газово - пылевыми туманностями и молодыми звездами. Среди мириад звезд простираются тонкой вуалью газово-пылевые облака, составляющие комплекс — Облако Ориона. Самое яркое облако в этом комплексе — Большая Туманность Ориона, состоящая из туманностей М 42, М 43 и NGC 1975. Ниже самой нижней звезды пояса ζ находится облако светлой туманности IC 434, на фоне которого отчетливо вырисовывается темная туманность Конская Голова (B 33). Огромной дугой огибает эти облака полупрозрачная эмиссионная туманность Петля Бернарда (Sh2-276). Изгибаясь, она простирается от ω Ориона на севере до Ригеля в южной части созвездия. Еще одно большое круглое облако расположено вокруг звезды λ в голове охотника

Общая протяженность комплекса облаков около 30°. Этот гигантский газово-пылевой комплекс сформировался благодаря прохождению волн сжатия межзвездного магнитного поля через плоскость галактического диска. В "ложбине" силовых линий поля под влиянием гравитации накапливается огромное количество газово-пылевой материи. Дальнейшее сжатие этой материи под воздействием магнитного поля приводит к формированию столь своеобразных газовопылевых облаков. Дрейфуя вдоль магнитных линий галактического диска, отдельные облака объединяются в целые комплексы. Облако Ориона — один из самых больших комплексов, который обособлено находится между спиральными рукавами нашей Галактики. Его размеры в поперечнике составляют несколько сотен световых лет, от Земли комплекс удален на 1500—1600 световых лет. Газово-пылевые облака — колыбель молодых звезд двух особых классов. Первый класс — звезды OB ассоциации. Это наиболее горячие звезды-гиганты спектральных классов O и B. Второй класс — звезды Т-ассоциации (типа T Тельца). Это желтые и оранжевые карлики, в спектре которых много эмиссионных линий водорода. Звезды Т-ассоциации переменные, их блеск нерегулярно изменяется с амплитудой в 3 звездные величины. Общее между двумя классами то, что они располагаются в пространстве группами  (гнездами). Звезды каждой ассоциации не связаны между собой взаимным притяжением, просто они недавно сформировались и еще не успели разлететься. Максимальный их возраст всего несколько миллионов лет, в то время как возраст Вселенной и старых звезд около 14 миллиардов лет. 

Существуют три  типа туманностей. Эмиссионные туманности светятся люминесцентным свечением за счет интенсивного ультрафиолетового  излучения ближайших звезд OB ассоциации. Отражательные туманности светятся благодаря отражению звездного света. Темные туманности наблюдаются только при проецировании на светлые туманности или при соприкосновении с ними. Большая Туманность Ориона — пример сложного облака, в котором частично объединяются все три типа туманностей, хотя доминируют эмиссионные туманности.


М 42 — самая яркая диффузная туманность, видимая на звездном небе невооруженным глазом. Остается загадкой, почему о ней ничего не писали древние и средневековые астрономы (Птолемей, Тихо Браге, Баер, Галилей), которые внимательно изучали и каталогизировали звезды в окрестностях туманности, но саму туманность как будто не замечали. Первым ее обнаружил в 1610 г. французский любитель астрономии Клод-Николас Фабри Пейрес. Независимо от него туманность открыли в 1611 г. Д.Б. Цизатус, в 1654 г. — Д. Годиерна и в 1656 г. — Х. Гюйгенс. В 1769 г. Ч. Месье занес туманность в свой знаменитый каталог под номером 42, прибавив к описанию ее великолепный рисунок. Наблюдая туманность в бинокль, невозможно оторваться от созерцания ее мягкого, таинственного света. В небольшой телескоп она напоминает парящую в космических просторах птицу. С использованием  большого телескопа можно наблюдать очень сложную структуру туманности. Большая Туманность Ориона — турбулентное облако газа и пыли. Светлые области люминесцирующего газа сливаются с темными газово-пылевыми облаками, создавая причудливую картину игры космического света и тьмы. В данном случае шлейф темной туманности, который астрономы называют Рыбий Рот, оптически делит единое облако туманности Ориона на две составляющих М42 (туловище и крылья птицы) и М 43 (голова и клюв). Кроме того, своими многочисленными "щупальцами" темная туманность проникает в восточную часть туманности М 43, выписывая там замысловатые узоры.

 Туманность Ориона М 42

Вытянутые западная и восточная части туманности М 42 называют "крыльями". Даже в небольшой инструмент видно, что восточное крыло более узкое, четко очерчено, западное наоборот — вытянуто, более диффузно. Между крыльями на конце темного шлейфа находится интереснейшее скопление звезд, "сердце" туманности, знаменитая Трапеция Ориона. В бинокль на фоне туманности видно две самые яркие звезды 41-θ1 и 43-θ2. В небольшой телескоп первая звезда уверенно разделяется на 4 звезды, которые расположены в виде трапеции, отсюда и название Трапеция Ориона. В телескоп с апертурой 100 мм и больше видно еще две звездочки этой группы, их блеск около 11m. Седьмую и восьмую звездочку можно увидеть только в большие телескопы. На расстоянии 45′ к северу от М 43, вокруг звезд 45, 42 Ориона, расположен комплекс слабых отражательных туманностей NGC 1975, 1973 и 1977. Они светятся частично отраженным от М 42 светом, поэтому их тоже причисляют к Большой Туманности Ориона. Какая природа туманности Ориона? Еще В. Гершель в 1789 г., наблюдая туманность в 48-дюймовый телескоп, высказывал гениальное предположение что это "пламенная несформированная дымка — хаотический материал будущих солнц". Прошло 210 лет, и современная астрофизика во многом подтвердила слова Гершеля. Действительно, туманность Ориона является ближайшей к Земле "фабрикой звезд", тут можно наблюдать молодые звезды на разных стадиях их эволюции — от зарождения до более поздних стадий их развития. 

По типу свечения туманность относят к классу светлых эмиссионных туманностей. В ее спектре на фоне очень слабого непрерывного спектра видно большое количество эмиссионных линий ионизированного водорода, также две наиболее яркие, зеленые небулярные линии (от лат. nebula — туманность). Их положение в спектре (λ=5007 и λ=4959 ангстрем) не отвечает ни одной из линий, которые наблюдают в земных лабораториях. Поэтому вначале предполагалось, что линии принадлежат небулию — газу, который есть только в туманностях. Впоследствии выяснилось, что зеленые линии принадлежат дважды ионизированному кислороду. Они могут возникать лишь в условиях глубокого вакуума, достичь которого в земных лабораториях невозможно. Отсюда астрофизики сделали вывод, что эмиссионная туманность состоит из очень разреженного газа — преимущественно водорода и небольшого количества пыли в соотношении 100:1. Несмотря на столь большую разреженность туманности, размеры ее столь велики, что вещества ее достаточно для возникновения тысяч звезд, подобных нашему Солнцу. Астрономические масштабы туманности можно представить себе на таком примере — если Землю уменьшить до размеров булавочной головки, то туманность Ориона займет объем земного шара! Диффузная туманность Ориона светится благодаря ионизации водорода вокруг молодых звезд О-В ассоциации, которые излучают мощный ультрафиолетовый свет. Вследствие особо сильного излучения может ионизироваться весь водород вокруг звезд на расстоянии десятков парсек, возникают так называемые H II зоны Стремгена. Кинетическая температура газа в этих зонах достигает 9000…14 000° К, тогда как в неионизированной межзвездной среде — 50…100° К. Темная газово-пылевая туманность вследствие экранизации звездного излучения, наоборот, очень холодная (20° К). Наблюдая туманность Ориона в радиодиапазоне, астрономы обнаружили интенсивные линии гидроксила (ОН) с частотой 1667 МГц (λ=18 см). Источником этих линий являются космические мазеры — мощные источники радиоволн. Это компактные, плотные газовопылевые глобулы, энергия которых накапливается благодаря инфра-красному излучению протозвезды, и освобождается вследствие сжатия оболочек глобул. В наше время вместе с мазерным излучением молекул OH, H2O, SiO наблюдается радиоизлучение сложных молекул, среди которых много органических, таких как формальдегид Н2 СО, циантетрацетилен НС9N. То есть подобные газовопылевые глобулы могут быть не только колыбелью звезд и планетных систем, но и жизни во Вселенной. Первый снимок туманности Ориона, полученный космическим телескопом Хаббла 29 декабря 1993 г., произвел сенсацию в научных кругах. На снимке были обнаружены звезды с протопланетными дисками, существование которых в туманностях астрофизики предсказывали уже давно. Наличие протопланетных  дисков вокруг молодых звезд не всегда гарантирует возникновение планетных систем. Существуют физические процессы, которые препятствуют конденсации планет. С помощью телескопа Хаббла астрономы обнаружили в окрестностях самой горячей звезды Трапеции Ориона — 41-θ1 Ориона эмбриональные звезды — проплиды, которые окружены протопланетными пылевыми дисками. В этих дисках возникают центры конденсации материи будущих планет. Сначала пылинки конденсируются в более крупные гранулы, затем происходит слипание гранул в частицы размерами в щебень. В обычных условиях дальнейший процесс конденсации привел бы к возникновению протопланет, а затем планет, но в данном случае планетные системы обречены, не успев возникнуть, они разрушаются под действием очень сильного излучения. Ураганный звездный ветер, который распространяется от 41-θОриона со скоростью от 7200 до 14 400 км/час, нагревает газовопылевые диски, сдувая материю, которая рассеивается в космическом пространстве, образуя вокруг протопланетных дисков газовые оболочки и гигантские кометоподобные хвосты. На изображении центральной части туманности протяженностью в 2,5 световых года астрофизики обнаружили 153  протопланетных диска, около 70 000  молодых звезд, которые пребывают в разных стадиях формирования. Особо интересными оказались результаты наблюдений мощного скопления молодых звезд в  разных диапазонах длин волн, так как часть звезд  туманности скрыта от наблюдений в видимом диапазоне. В инфракрасных лучах видно, что особо яркие массивные молодые звезды Трапеции Ориона окружены тысячами других звезд, плотность которых достигает 20 000 на кубический парсек. Это самое богатое скопление в ближайшем соседстве с Солнцем.

Наиболее примечательные звезды.

Самые яркие звезды созвездия — красная Бетельгейзе (α Ориона) и голубой Ригель (β Ориона). Цвет звезды — ее важная физическая характеристика, которая связана с температурой ее фотосферы и со спектральным классом. Другая, не менее важная, характеристика — это масса звезды и ее светимость. Яркие звезды созвездия Ориона рекордсмены по многим показателям. Бетельгейзе — холодный красный сверхгигант. С помощью телескопа Хаббла удалось получить "портрет" этой звезды. Видимый диск звезды не совсем шарообразный, а имеет значительные выпуклости. Диаметр звезды поистине колоссальный, если бы на месте Солнца оказалась Бетельгейзе, то ее атмосфера поглотила бы все ближайшие планеты по Юпитер включительно. Видимый объем атмосферы звезды колеблется в пределах от 300 до 400 диаметров Солнца, при этом изменяется блеск звезды с полуправильными колебаниями от 0,4m до 1,3m. В максимуме блеска диаметр звезды минимален, а температура наибольшая, в минимуме наоборот. Но больше всего астрофизиков удивило огромное яркое пятно на диске. Его размеры в десять раз больше диаметра Земли, температура на 2000° К выше температуры окружающей поверхности звезды. Дальнейшие наблюдения должны дать объяснение этому физическому явлению — связано ли оно с полуправильными пульсациями атмосферы, или пятно движется по диску звезды, зажатое мощными магнитными полями. Ригель — голубой сверхгигант, молодая массивная горячая звезда. Температура его поверхности составляет 13 000° К (у нашего Солнца — 5800° К), по диаметру он в 40 раз превосходит Солнце, поэтому Ригель светит в несколько сот миллионов раз интенсивнее, чем наша звезда. От нас Ригель удален на значительное расстояние — 32 600 личина — +0,3m (седьмое место среди двадцати ярчайших звезд), но если мы разместим мысленно все двадцать звезд на одинаковое расстояние (10 парсек) и определим таким образом их абсолютные звездные величины, то Ригель по праву станет ярчайшей звездой звездного неба (-6,2m). За ним будет следовать Бетельгейзе (-5,6m). Звезда λ в голове Охотника тоже рекордсмен — температура ее поверхности составляет около 30 000° К, но по диаметру диска она значительно уступает Ригелю. Ригель — тройная звезда, в небольшой телескоп рядом с ним на расстоянии 9′′ можно увидеть белую звездочку-спутник (7m), который в свою очередь является спектрально двойной звездой. Наблюдателям двойных звезд рекомендуем испытать свою оптику, наблюдая другие, не менее интересные звездные пары: δ, ζ, η, θ1, θ2, τ и λ Ориона

 

Медиа

Последнее изменение Пятница, 27 Декабрь 2013 12:57
Авторизуйтесь, чтобы получить возможность оставлять комментарии
Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru
Google+    Login