perjantai 8. tammikuuta 2016

METSÄSTÄJÄ ORION

Tämän päivityksen jälkeen seuraa parin viikon pieni hengähdystauko kirjoittamisesta. Mikäli sää suosii, pidämme Iso-Heikkilän tähtitornilla Kuuviikkoa ja samalla tähtinäytöksiä päivittäin ajalla 18.-22.1.2016 kello 19-21. Eiköhän seuraavia uutisia kuitenkin ilmesty jo hyvissä ajoin ennen tammikuun loppua?

Blogin toiseksi esiteltäväksi tähdistöksi olen valinnut keskitalven tunnetun ja kirkkaan tähdistön, Orionin. Tähdistö loistaa näin alkuvuodesta heti alkuillasta etelässä ja erottuu helposti kirkkaiden tähtiensä ansiosta. Ei siis ihme, että se kuuluu jo antiikin aikana luotuun alkuperäiseen 48 tähdistön luetteloon. Koska antiikin Kreikan historiaan kuuluvat olennaisena osana myyttiset tarinat, on myös Orion päätynyt moniin niistä. Kreikkalaisen tarinan mukaan Orion oli suuri ja komea metsästäjä, meren jumala Poseidonin ja Kreetan prinsessan, Euryalen, poika. Hänet kuvataan usein historiallisissa piirroksissa kädessään miekka ja särkymätön pronssinen kilpi. Orionin tarinasta kerrotaan useita versioita. Tunnetuimmassa niistä Orion saapui Khioksen saarelle, jossa hän ihastui saaren hallitsijan, Oinopionin, tyttäreen, Meropeen. Ohimennen mainittuna Merope on muuten yksi Seulasten tähdistä, johon liittyy puolestaan toinen tarina Orionista. Palaan tähän kuitenkin aikanaan Härän tähdistön esittelyn yhteydessä.  Eli takaisin tämän kerran tarinaan. Aikansa saarella vietettyään, hän pyysi Oinopionilta tämän tytärtä puolisokseen. Oinopion lupasi tehdä näin, mikäli Orion hävittäisi kaikki saaren villipedot. Reippaana metsästäjänä Orion hoiti homman, mutta Oinopius ei kuitenkaan pitänyt lupaustaan. Tämän seurauksena Orion teki kuten perinteinen suomalainen mies ja päätti humaltuneena viedä Meropen väkisin, jolloin Oinopion hyökkäsi hänen kimppuunsa ja sokaisi hänet palavalla oksalla. Jotenkin Orion onnistui vaeltamaan sokeutuneena Lemnoksen saarelle seppien ja taonnan jumalan Hefaistoksen luokse, jossa tämä antoi Orionille oppaaksi oppipoikansa Kedalionin. Oppaansa avulla Orion nousi vuorelle katsomaan nousevaa Aurinkoa, joka palautti hänen näkönsä ennalleen. Näkönsä palauduttua Orion palasi Khiokselle, josta hän turhaan yritti etsiä Oinopiusta ja Meropea. Epäonnistuneena Orion palasi kotiinsa Kreetalle, jossa hän eli metsästäjänä Artemiin, metsästyksen jumalattaren, kanssa. Tämän jälkeen Orionin tarinasta liikkuu useita versioita, joista useimmat päättyvät hänen kuolemaan skorpionin pistoksesta. Ehkäpä useimmin tavataan versiota, jossa Orion kehui voivansa tappaa minkä tahansa villieläimen, jolloin maan jumalatar, Gaia, päästi valloilleen suuren skorpionin, joka surmasi Orionin. Kuolemansa jälkeen ylijumala Zeus päätti kohottaa Orionin tähtitaivaalle yhdessä hänen metsästyskoiransa (Ison koiran tähdistö) kanssa.

Kauniit ja rohkeat jäävät muuten näiden antiikin Kreikan myyttisten tarinoiden kanssa kyllä selvästi kakkoseksi.

Metsästäjä Orion kuvattuna Heveliuksen vuonna 1690 laatimassa tähtikartassa. Huom! kartan esitystapa peilikuvana todelliseen tähtitaivaaseen nähden.
Kuva: commons.wikimedia.org – vapaa lähdemateriaali

Takaisin todellisuuteen. Varsinainen Orionin tähdistö koostuu siis poikkeuksellisen kirkkaista tähdistä. Sen kaksi kirkkainta tähteä, Betelgeuze ja Rigel, ovat koko taivaan 10 kirkkaimman tähden joukossa. Tähdistön 15 kirkkainta tähteä näkyvät hyvällä säällä jopa kaupungin valoissa eli nekin ovat + 4 magnitudia kirkkaampia. Kaikkiaan paljain silmin näkyviksi tähdiksi Orionista on luokiteltu jopa yli 100 tähteä. Kun vielä otetaan huomioon, että tähdistön ympäristössä on useita muitakin erittäin kirkkaita tähtiä kuten Ison Koiran Sirius, Pienen Koiran Procyon ja Härän Aldebaran, voidaan ehkä hieman pohtia miksi näin suuri määrä kirkkaita tähtiä näkyy juuri tällä taivaan alueella.
Oman galaksimme eli Linnunradan keskusta sijaitsee Jousimiehen tähdistössä. Orion sijaitsee siihen nähden lähes täysin vastakkaisella puolella taivasta. Tiedämme myös, että galaksimme on varsin tyypillinen sauvaspiraaligalaksi, jossa suurin osa tähdistä sijaitsee näissä spiraalihaaroissa. Mittausten mukaan paljain silmin näkyvät tähdet sijaitsevat useimmiten alle 1 000 valovuoden päässä meistä. Se on kovin vähän, jos ajatellaan Linnunratamme halkaisijaa, joka lienee ainakin 100 000 valovuotta. Galaksimme keskustaankin on matkaa peräti 25 000 valovuotta. Näemme siis hyvin rajoitetun osan oman Linnunratamme tähdistä. Näistä faktoista voidaankin jo vetää nopea johtopäätös, että sijaitsemme siis samassa spiraalihaarassa kuin Orionin tähdistön tähdetkin sijaitsevat. Tarkemmin sanottuna olemme kyseisen Orionin haaran spiraalin sisäreunalla, sillä kirkkaimmat tähdet painottuvat juuri Orionin suuntaan.

Auringon sijainti Orionin spiraalihaarassa Linnunradan laitamilla.
Kuva: commons.wikimedia.org – vapaa lähdemateriaali

Orionin tähdistö on kooltaan taivaan 26. suurin ja se on kooltaan 594 neliöastetta. Sen sijainti taivaalla on ekvaattorin molemmin puolin, joka tarkoittaa, ettei se kohoa erityisen korkealle Suomen taivaalla. Orionin rajanaapureita ovat Eridanuksen, Härän, Kaksosten, Yksisarvisen ja Jäniksen tähdistöt. Orionissa sijaitsee myös yksi taivaan tunnetuimmista asterismeista (tähtien muodostama kuvio), Orionin vyö, joka muodostuu kolmesta hyvin kirkkaasta lähes suorassa linjassa olevasta tähdestä. Tähdistöstä löytyy myös runsaasti kiinnostavia syvän taivaan kohteita, joista tunnetuimmat lienevät Orionin suuri sumu ja Hevosenpääsumu. Myös muita sumumaisia kohteita ja avoimia tähtijoukkoja on runsaasti. Nämä ovatkin hyvin tyypillisiä kohteita Linnunradan tiheiden kierteishaarojen tienoilla. 1700-luvulla julkaistun Messierin luettelon kohteita on tähdistössä kolme, jotka kaikki ovat kaasusumuja. Näistä kohteet M42 ja M43 ovat käytännössä samaa sumumaista kokonaisuutta. Kolmas kohde on M78, joka on samalla ainoa luettelon heijastussumu. Tarkempaan esittelyyn olen valinnut tähdistön alueelta 16 omasta mielestäni kiinnostavaa kohdetta, tähtiä ja sumuja. Kaikkea en ole ehtinyt kuvaamaan itse, joten osa kuvista perustuu muiden tuottamaan materiaaliin. Krediitit kuvaajille / järjestöille löytyvät niiden yhteydestä.

Orionin tähtirikas kuvio kohoaa puiden latvojen yläpuolelle pian pimeän tulon jälkeen. Paimio, Kevola, 8.12.2015.

Negatiivikuvaksi käännetty Orionin tähdistön kartta, johon on merkitty esiteltävät kohteet. Siniset kohteet ovat tähtiä ja vihreät kaasusumuja.

1.    Betelgeuze on Orionin tähdistön toiseksi kirkkain tähti, vaikka se merkitäänkin kreikkalaisten aakkosten mukaan ensimmäiseksi tähdeksi. Se erottuu selvästi muita tähtiä punaisempana Orionin tähdistön vasemmassa yläkulmassa. Koko taivaan tähdistä se on keskimäärin 10. kirkkain, sillä sen kirkkaus vaihtelee kohtuullisen paljon eli 0.2 ja 1.2 magnitudin välillä. Luetteloitu keskimääräinen kirkkaus on + 0.42 magnitudia. Betelgeuze sijaitsee noin 650 valovuoden päässä aurinkokunnastamme ja sen spektriluokka on M2 Ib, joka kertoo sen olevan punainen ylijättiläistähti. Tähden pintalämpötila on noin 3 000 astetta. Tähden massaksi on arvioitu 15-17 Auringon massaa ja säteeksi noin 630 Auringon sädettä. Se tarkoittaa, että tähden pinta ulottuisi Marsin ja Jupiterin ratojen väliin. Betelgeuzen valtavasta koosta kertoo myös se, että tähden sisään mahtuisi yli 1.6 miljardia Aurinkoa. Betelgeuze on erittäin tutkittu tähti. Tähän ovat syynä sen suhteellisen pieni etäisyys Maasta sekä tähden suuri koko ja sen epävakaat olosuhteet. Betelgeuze oli myös Auringon jälkeen toinen tähti, jonka näennäinen halkaisija saatiin mitattua suorilla teleskooppihavainnoilla. Havaintojen perusteella havaittiin samalla, että Betelgeuzen koko muuttuu merkittäväksi lyhyelläkin aikavälillä. Koon vaihtelu aiheuttaa valovoiman vaihtelua ja samalla myös tähden kirkkauden muutokset. Vaikka Betelgeuze on iältään vain noin 10 miljoonaa (Aurinko noin 5 miljardia) vuotta, on se jo elinkaarensa päätepisteessä. Tämä on ollut myös yksi lisäsyy tähden tarkempaan tutkimiseen. Sitä on arveltu jopa seuraavaksi supernovaehdokkaaksi. Räjähdyksen ajankohtaa on kuitenkin mahdotonta ennakoida. Arviot vaihtelevat sadoista vuosista jopa miljoonaan vuoteen. Viimeisimpien tutkimusten mukaan se räjähtää supernovana viimeistään 100 000 vuoden kuluttua. Tuleva supernova tulee näkymään Maahan erittäin kirkkaana. Se näkyy tällöin muutaman kuukauden ajan selvästi jopa päivätaivaalla. Sen jälkeen tähden jäännökset hiipuvat hiljalleen näkymättömiin ja jäljelle jää todennäköisesti neutronitähti. Läheisyydestään huolimatta Betelgeuzen tuhoutuminen ei aiheuta vaaraa Maalle, sillä mahdollisesti supernovasta syntyvä gammasädepurkaus suuntautuu toisaalle. Betelgeuzen silmiinpistävä punainen väri on tunnettu jo antiikin aikana ja se on ollut jo silloin yksi taivaan tärkeimmistä tähdistä. Tähden kirkkauden muutokset havaitsi ensimmäisenä John Herschel vuonna 1836. Kirkkauden vaihtelut olivat huomattavia erityisesti 1850-luvun puolivälissä, jolloin se toisinaan oli jopa Orionin tähdistön kirkkainta tähteä, Rigeliä, kirkkaampi. 1900-luvun puolivälissä sen maksimit ovat puolestaan olleet selvästi vaisumpia. Nykyisin Betelgeuze luokitellaan epäsäännölliseksi muuttujaksi, jonka kirkkauden ennustettavuus on melko vaikeaa.

Betelgeuze hieman erilaisesta näkökulmasta ns. bahtinovin maskin läpi kuvattuna. Maskin avulla tehdään kameran tarkennus varsinaista kuvausta varten. Kun keskimmäinen viiru on apulinjojen keskellä, on tarkennus kohdallaan. Paimio, Kevola, 28.12.2015.

2.    Rigel on toinen Orionin tähdistön hyvin kirkkaista tähdistä ja itse asiassa kreikkalaisesta numeroinnistaan (β = beta) huolimatta sen kirkkain. Koko taivaalta Rigel on 7. kirkkain tähti. Sen kirkkaus on + 0.13 magnitudia, ja se sijaitsee tähdistön oikeassa alakulmassa. Rigelin spektriluokka on B8 Ia, joten se luokitellaan sinivalkoiseksi ylijättiläistähdeksi. Tähden pintalämpötila on noin 11 000 astetta eli se on huomattavasti kuumempi kuin punainen Betelgeuze. Massaltaan se on noin 20 Aurinkoa ja säteeltään 80 Auringon sädettä. Rigel sijaitsee noin 860 valovuoden päässä aurinkokunnasta.  Rigelin ikä on noin 8 miljoonaa vuotta eli se on vain pari miljoonaa vuotta Betelgeuzea nuorempi. Tähden samankaltainen massa ja ominaisuudet antavat olettaa, että myös se on kehittymässä punaiseksi ylijättiläiseksi seuraavien miljoonien vuosien kuluessa. Rigel on kolminkertainen tähti. Sen näkyvä kumppani, Rigel B, on sinivalkoinen pääsarjan tähti, jonka massa on noin 2.5 Auringon massaa. Sitä kiertää vielä kolmas ja pienempi saman spektriluokan tähti, Rigel C. Rigel B:n ja C:n yhteinen kirkkaus on noin + 6.7 magnitudia, mutta niitä on silti hyvin vaikea erottaa 500 kertaa kirkkaamman päätähden loisteesta. Hyvissä olosuhteissa se voidaan erottaa kaksoistähtenä jo noin 10 cm kaukoputkella. Suomesta katsoen Rigel sijaitsee aina niin matalalla, että todennäköisesti tähtien erottamiseen tarvitaan hieman suurempi kaukoputki. Rigel on myös muuttuva tähti. Se on tyypiltään Alpha Cygni tyyppinen sykkivä muuttuja, jossa valon vaihtelu johtuu pienistä värähtelyistä tähden pinnalla. Sykkimisjaksoja on yleensä niin monia, että kirkkauden vaihtelu näyttää epäsäännölliseltä. Tällaiset muutokset ovat hyvin tyypillisiä suurille ja massiivisille jättiläistähdille. Rigelin kirkkaus vaihtelee 0.05 ja 0.18 magnitudin välillä, joten muutosta on vaikea havaita ilman tarkkoja mittauksia.

Rigelin kirkkaus estää vasemmalla puolella sen seuralaisen näkymisen jo muutaman sekunnin valotuksella. Alle sekunnin kuvassa seuralaistähti tulee juuri ja juuri esiin noin kello neljän suunnalla. Paimio, Kevola, 28.12.2015.

3. Bellatrix on Orionin tähdistön kolmanneksi kirkkain tähti ja koko taivaan 27. kirkkain tähti. Sen kirkkaus on + 1.64 magnitudia ja se sijaitsee Orionin tähdistön oikeassa yläkulmassa. Tähden spektriluokka on B2 III, joka kertoo sen olevan sinivalkoinen jättiläistähti. Bellatrixin massa on 8 Auringon massaa ja säde noin 8 Auringon sädettä. Tähden pintalämpötila on noin 22 000 astetta eli se on hyvin kuuma. Bellatrix sijaitsee noin 250 valovuoden päässä aurinkokunnastamme eli huomattavasti lähempänä kuin Orionin molekyylipilvestä syntyneet tähdet. Sen on siis päätelty syntyneen jossain muualla. Tähden ikä on noin 20 miljoonaa vuotta, eikä sen enää oleteta kuuluvan pääsarjavaiheeseen. Sekin kehittynee aikanaan oranssiksi tai punaiseksi jättiläistähdeksi ja räjähtää supernovana joidenkin miljoonien vuosien kuluttua. Tähden kirkkaus vaihtelee 1.59 ja 1.64 magnitudin välillä, joten kirkkauden vaihteluvälejä ei voi huomata ilman tarkempia mittauksia.

4. Saiph on Orionin tähdistön nelikulmion vasemmassa alakulmassa ja on tähdistön 6. kirkkain tähti. Saipihin kirkkaus on + 2.09 magnitudia ja se sijaitsee noin 650 valovuoden päässä. Tähden spektriluokka on B0.5 Ia, joka tarkoittaa sen olevan sinivalkoinen ylijättiläistähti, jonka pintalämpötila on noin 26 500 astetta. Tähden massa on noin 15 Auringon massaa ja säde noin 22 Auringon sädettä. Saiphin ikä on noin 11 miljoonaa vuotta ja kuten muut jättiläiset, tulee se aikanaan räjähtämän supernovana. Saiphin kirkkaus vaihtelee vain aavistuksen, noin 0.04 magnitudia.

ORIONIN VYÖN ALUE 

Orionin vyö vasenta laitaa, jossa näkyvät Alnilam, Alnitak ja sitä ympäröivät Liekki- ja Hevosenpääsumu. Alkuperäisen kuvamateriaalin on kuvannut Mikko Heino. Kuvan rajaus ja jälkikäsittely blogiin on omaa työtä. Paimio, Kevola, 27.11.2015.

5. Mintaka
6. Alnilam
7. Alnitak

Orionin vyö on yksi taivaan tunnetuimmista asterismeista Otavan ohella. Se muodostuu kolmesta kirkkaasta tähdestä Orionin tähdistön keskiosassa. Tähdet kulkevat oikealta vasempaan seuraavassa järjestyksessä, Mintaka, Alnilam ja Alnitak. Tähtien ympärillä on laajoja sumumaisia alueita, joista suurin osa on jollain tavalla yhteydessä vyön tähtiin. 
Mintaka on erittäin kuuma, O9.5 II spektriluokan sininen tähti, joka on juuri kehittymässä jättiläistähdeksi. Tähden kirkkaus on + 2.23 magnitudia ja se sijaitsee hieman yli 900 valovuoden päässä.  Mintaka on moninkertainen tähti. Päätähden pintalämpötila on 25 000 astetta. Massa on noin 22 Auringon massaa ja säde 16 Auringon sädettä. Sitä kiertää noin kuuden päivän jaksossa noin 8 Auringon massan kokoinen B-spektriluokan sinivalkoinen pääsarjavaiheen tähti. Tähti kiertää Mintakaa meidän tasossamme, joten se aiheuttaa tähden himmenemisen kuuden päivän välein noin 0.2 magnitudia. Mintaka on siis pimennysmuuttuja. Järjestelmän kolmas tähti on noin 7 magnitudin pääsarjavaiheen tähti, joka näkyy 52 kaarisekunnin päässä Mintakasta. Sekin on itsessään vielä spektroskooppinen kaksoistähti, jota kiertää valkoinen A-spektriluokan tähti. Vielä näiden kahden kaukoputkella erottuvan tähden välissäkin on yksi järjestelmään kuuluva himmeä 14 magnitudin tähti, mutta on epäselvää kumpaa järjestelmää tämä tähti kiertää.
Alnilam on vyön tähdistä keskimmäinen. Se sijaitsee 1 340 valovuoden päässä aurinkokunnastamme. Se on suuri sinivalkoinen ylijättiläistähti, jonka spektriluokka on B0 Ia. Tähden kirkkaus on + 1.69 magnitudia. Kirkkaus tosin vaihtelee hieman useimpien muiden sinisten ylijättiläisten tapaan. Alnilamilla vaihteluväli on 1.64 – 1.74 magnitudia. Tähti on erittäin valovoimainen ja sen kirkkaus on peräti 275 000 kertainen Aurinkoon verrattuna. Alnilamin massa on 35 Auringon massaa ja säde 25 Auringon sädettä. Tähden pintalämpötila on 27 000 astetta ja ikä on noin 6 miljoonaa vuotta. Alnilam tulee muiden massiivisten tähtien tapaan aikanaan räjähtämään supernovana.
Alnitak on Orionin vyön tähdistä vasemman puoleisin. Se tunnetaan erityisesti sen eteläpuolella sijaitsevasta emissiosumusta, IC 434, ja sumun edustalla olevasta pimeästä Hevosenpääsumusta, Barnard 33. Alnitak itse on O9.5 Ia spektriluokan sininen ylijättiläistähti, jonka ikä on noin 7 miljoonaa vuotta. Tähti sijaitsee noin 740 valovuoden päässä meistä. Alnitakin kirkkaus on + 1.77 magnitudia ja se kuuluu Alnilamin kanssa taivaan 30 kirkkaimman tähden joukkoon. Tähden massa on 33 Auringon massaa ja säde 20 Auringon sädettä. Pintalämpötila Alnitakilla on noin 28 000 astetta. Alnitak havaittiin kaksoistähdeksi jo vuonna 1819. Sitä kiertää 1 500 vuoden jaksolla noin 4 magnitudin ja B1 V spektriluokan pääsarjavaiheen sinivalkoinen tähti. Tähdet erottuvat toisistaan jo melko pienillä kaukoputkilla vaikka niiden välinen etäisyys on vain 2.5 kaarisekuntia. Järjestelmään kuuluu vielä kolmas tähti, joka kiertää Alnitakia vain 2.5 vuorokauden jaksossa.

8. Kirkkaan Alnitakin eteläpuolelta löytyy siis pitkänomainen sumumainen alue, Hevosenpääsumu. Varsinainen punaisena hehkuva emissiosumu, IC 434, on pitkä 90 kaariminuuttia pitkä nauhamainen kohde, joka alkaa aivan Alnitakin eteläpuolelta. Sumu sijaitsee noin 1 500 valovuoden päässä meistä. Varsinainen Hevosenpääsumu sijaitsee noin puolessa välissä IC 434 sumua, jossa se näyttäytyy sumun päälle ulottuvana tummana, hevosen päätä muistuttavana alueena. Sumut ovat osa lähes koko Orionin tähdistön kattavaa suurta molekyylipilveä. Emissiosumu saa valonsa läheisestä σ Orionis tähdestä (kohta 9), jonka säteily saa sen hehkumaan. Hevosenpääsumu puolestaan sijaitsee emissiosumun ja aurinkokunnan välissä, jolloin sen tumma pöly peittää taustan näkyvistä. Hevosenpääsumun sisällä on yksi monista Orionin molekyylipilven tähtien syntymäalueista. Tämän sumun alueella on syntymässä tällä hetkellä pieniä tähtiä, joista osa jopa näkyy pimeän sumun lävitse. Hevosenpääsumun havaitseminen on vaikeaa ja sen näkymiseen vaaditaan vähintään 20 senttimetrin kaukoputki ja hyvin pimeät olosuhteet. Suomessa yleensä vallitsevista olosuhteista johtuen voi olla mahdollista, että näkemiseen tarvitaan vieläkin suurempi kaukoputki. Lähes välttämätöntä on myös jonkin suodattimen käyttö, jolloin vetypitoinen emissiosumu, IC 434, tulee paremmin esiin. Hevosenpääsumua voi tämän jälkeen etsiä tummana alueena emissiosumun kirkastumaa vasten. 

Yksittäinen kokeilukuva Hevosenpääsumun yksityiskohdista. Mikko Heino, Paimio, Kevola, lokakuu / 2015.

9. σ (Sigma) Orionis on moninkertainen tähtijärjestelmä Hevosenpääsumun lähellä. Hevosenpääsumun taustalla sijaitseva IC 434 saa loisteensa tämän järjestelmän aiheuttamasta säteilystä. Tähtijärjestelmä sijaitsee noin 1 150 valovuoden päässä aurinkokunnasta. Järjestelmän keskus on sen A ja B tähtien muodostama hyvin läheinen pari, jotka sijaitsevat vain 0.25 kaarisekunnin päässä toisistaan. Niitä ei voi siis erottaa toisistaan. Tähdet ovat muutaman miljoonan vuoden ikäisiä ja tyypiltään O9.5 V ja B0.5 V spektriluokan pääsarjavaiheen tähtiä. Niiden kirkkaudet ovat + 4.2 ja + 5.1 magnitudia. Seuraavaksi kirkkaimmat tähdet ovat spektriluokan B2 V tyypin sinivalkoisia pääsarjavaiheen tähtiä. Kauempana sijaitsevassa tähdessä on poikkeuksellisen korkea heliumpitoisuus. Tähtien kirkkaudet ovat + 6.6 ja + 6.7 magnitudia. Järjestelmän viides tähti on valkoinen A2 V spektriluokan tähti. Tämän tähden kirkkaus on + 8.8 magnitudia. Järjestelmä näkyy neljänä tähtenä jo pienelläkin kaukoputkella, sillä tähdet ovat kirkkaita ja sijaitsevat melko kaukana toisistaan. Niiden näennäinen etäisyys päätähteen vaihtelee 11 ja 42 kaarisekunnin välillä.

Sigma Orionis on peräti viidestä tähdestä koostuva järjestelmä, jonka neljä jäsentä näkyvät suhteellisen helposti jo pienilläkin kaukoputkilla. Paimio, Kevola, 28.12.2015.

ORIONIN SUUREN KAASUSUMUN ALUE

10. θ (Theta) Orionis on Orionin sumun keskellä sijaitseva moninkertainen tähtijärjestelmä, jota kutsutaan myös Trapetsiksi. Tähtien yhteinen näennäinen kirkkaus on + 4.0 magnitudia eli kohde näkyy melko helposti jo paljain silmin. Erilliseksi tähdet erottuvat jo pienelläkin kaukoputkella. Tähtien keskinäiset näennäiset välimatkat vaihtelevat noin 9 ja 19 kaarisekunnin välillä. Yksittäisten tähtien kirkkaudet vaihtelevat + 5.4 ja + 7.0 magnitudin välillä. Huomattavasti haastavampia ovat järjestelmän 5. ja 6. tähti, jotka sijaitsevat lähimmistä tähdistä vain 4 kaarisekunnin päässä. Kirkkaudeltaan nämä seuraavat tähdet ovat noin + 11 magnitudia. Lisäksi järjestelmään kuuluu vielä kaksi noin + 16 magnitudin tähteä, joiden havaitseminen vaatii jo suurta kaukoputkea ja hyviä olosuhteita. Trapetsi muodostaa todennäköisesti osajoukon Orionin sumun suuresta tähtijoukosta, johon kuuluu jopa 2 000 tähteä. Suurin osa tähdistä sijaitsee kuitenkin yhä sumun sisäosissa, eivätkä ne siten näy meille. Trapetsin tähtijoukon tähdet ovat hyvin nuoria. Niiden ikä on vain joitakin satoja tuhansia vuosia ja ne sijaitsevat noin 1 500 valovuoden päässä aurinkokunnastamme.

Trapetsin neljä kirkkainta tähteä näkyvät tiiviinä pakettina Orionin kaasusumun keskustassa. Paimio, Kevola, 8.12.2015.

11. Messier 42 – Orionin suuri kaasusumu
12. Messier 43

Trapetsin tähtijärjestelmän ympäriltä löytyy koko tähtitaivaan tunnetuin sumu, Orionin suuri kaasusumu. Se tunnetaan myös Messierin luettelon kohteena numero 42. Ensimmäinen kirjallisen maininnan sumusta on tehnyt ranskalainen Nicholas-Claude Fabri de Peiresc vuonna 1611 pian kaukoputken keksimisen jälkeen. Kaukoputkien kehittyessä sumun todellinen laajuus alkoi hiljalleen paljastua. Charles Messier lisäsi kohteen luetteloonsa 4. maaliskuuta vuonna 1769. Orionin suuri kaasusumu on tyyppiesimerkki Linnunradan tähtien syntyalueesta. Se on läheisyytensä ja kirkkautensa vuoksi kiehtonut tutkijoita ja harrastajia vuosisatoja. Kohteen etäisyys on noin 1 300 – 1 500 valovuotta ja sen todellinen läpimitta on noin 35 valovuotta. Näennäinen koko on noin 90 x 60 kaariminuuttia eli se on selvästi täysikuuta suurempi. Sumun näennäiseksi kirkkaudeksi ilmoitetaan + 4.0 magnitudia, joka tulee sen kirkkaudesta yhdessä Trapetsin tähtien kanssa. Orionin sumusta näkyy meille vain sen kirkkain osa, emissiosumu, joka saa valonsa sen sisällä olevien nuorten tähtien säteilystä. Sumu on osa Orionin suurta molekyylipilveä, joka on suurimmaksi osaksi meille näkymätöntä kaasua ja pölyä. Orionin sumu sisältää yhden nuorimmista tunnetuista tähtijoukoista, jonka ikä on vain noin 10 000 – 100 000 vuotta. Suurin osa sen 2 000 tähdestä on edelleen piilossa sumun sisällä. Vain Trapetsin tähdet ovat selvästi tulleet esiin sumun joukosta. Kaikkiaan näkyvissä on noin 300 tähteä, jotka ovat kirkkaampia kuin + 17 magnitudia. Suurin osa joukon tähdistä on vasta kehittymässä pääsarjavaiheeseen, joten joukko sisältää huomattavan määrän muuttuvia tähtiä. Hubble avaruusteleskooppi on paljastunut nuorten tähtien ympäriltä useita protoplanetaarisia kiekkoja, joissa on luultavasti syntymässä myös planeettajärjestelmiä.

Orionin sumun laajuus paljastuu hieman laajemmasta näkymästä. Sumun pohjoispuolella ovat näkyvissä myös pieni kyynelen muotoinen Messier 43 sekä sinisenä hehkuva Juoksevan Miehen sumu. Alkuperäisen kuvamateriaalin on kuvannut Mikko Heino. Kuvan rajaus ja jälkikäsittely blogiin on omaa työtä. Paimio, Kevola, 27.11.2015.

Orionin sumu sisältää myös Messierin luettelon kohteen 43, joka on todellisuudessa vain pimeän sumun erottama osa tästä suuresta kaasusumusta. Se sijaitsee yhtä etäällä meistä kuin Orionin sumukin. Osa-alueen koko on todellisuudessa noin 3 valovuotta. Näennäinen koko on puolestaan noin 20 x 10 kaariminuuttia ja kirkkaus + 7.0 magnitudia. Ensimmäisenä sen luokitteli erilliseksi kohteeksi ranskalainen Jean-Jaques Dortous de Mairan, jonka mukaan se on saanut myös lempinimensä, De Mairanin sumu. Charles Messier lisäsi kohteen luetteloonsa yhdessä suuremman sumun kanssa 4. maaliskuuta vuonna 1769. Toisin kuin Orionin sumu, saa De Mairanin sumu pääasiassa valonsa yhden erittäin valovoimaisen tähden säteilystä. Tämä on 6.5 – 7.6 magnitudin muuttuva tähti NU Orionis (Huom! Ei Nu Orionis, joka on täysin eri tähti toisaalla tähdistön alueella). Kohteen pohjoispuolella sijaitsee vielä kolmaskin kirkas sumumainen alue. Kohdetta kutsutaan Juoksevan miehen sumuksi, sillä se näyttäisi pitävän sisällään ihmishahmon, jonka voisi olettaa olevan liikkeessä. Sumulla on selvä yhteys Orionin suuren kaasusumuun, sillä se sijaitsee suurin piirtein samalla etäisyydellä eli 1 500 valovuoden päässä. Sumu on yhdistelmä heijastus- ja emissiosumua. Sen ominaisväri on sinertävä, joka aiheutuu sen lähitähtien aiheuttamasta heijastumista kaasussa ja pölyssä. Tässä kauempana tähdistä olevassa kaasussa on kuitenkin aukkoja pölyssä, jolloin lähempänä tähtiä sijaitseva ja punaisena hehkuva emissiosumu pääsee keskeltä esiin. Jonkin verran kontrastia sumuun tuovat myös vähäiset pimeän sumun alueet.

Orionin sumu näkyy periaatteessa jo paljain silmin tähtimäisenä kohteena, mutta varsinainen sumumaisuus paljastuu vasta kiikareilla. Suuret kiikarit tai pienet kaukoputket paljastavat kaksi lähekkäin sijaitsevaa Messierin kohdetta erillisiksi, kun niitä erottava pimeä sumu tulee näkyviin. Myös Orionin sumun säteittäiset kaaret ja kirkastumat tulevat melko helposti esiin jo pienellä kaukoputkella. Lisää yksityiskohtia paljastuu luonnollisesti suuremmalla kaukoputkella ja yli 20 senttimetrin kaukoputkella kohteet ovat jo huikea näky. Suomessa sumut kohoavat Etelä-Suomessa noin 25 asteen korkeudelle, joten niiden näkymiseen vaikuttavat myös ilmakehän olosuhteet. Kohteet näkyvät parhaiten talvella iltaisin tai syksyllä aamuyöstä. Valokuvaamalla sumusta paljastuu lukemattomia yksityiskohtia, eikä valotusaikojen tarvitse olla edes kovin pitkiä. Orionin sumu on ehdottomasti taivaan parhaita kohteita niin kaukoputkeen katsojalle kuin valokuvaajallekin.

Lopuksi yhdistelmäkuva Orionin sumun häkellyttävistä yksityiskohdista Spitzer ja Hubble-teleskooppien eri aallonpituuksilla ottamasta materiaalista. Mukana infrapuna-, ultravioletti- ja näkyvä valo.
Image credit: NASA/JPL-Caltech/STScl

13. Orionin kaasusumun eteläpuolelta löytyy hyvin erikoinen kohde, muuttuva ja moninkertainen tähti V380 sekä sitä ympäröivä heijastussumu, NGC 1999. Oikeastaan kohteissa ei sinällään ole mitään erityistä, mutta sumun keskellä näkyvä T-kirjaimen muotoinen tumma alue tekee siitä poikkeuksellisen. Aiemmin tumman alueen oletettiin olevan normaali pimeä sumu, joka estää heijastussumun näkymisen taustalta. Viimeisimmissä infrapunatutkimuksissa se on kuitenkin paljastunut sumun keskellä olevaksi reiäksi, josta näkyy suoraan sumun taustalla oleva avaruus. Reikä on syntynyt todennäköisesti jonkin tähtijärjestelmän tähden aiheuttamasta säteilypaineesta ja aurinkotuulesta. Tähtijärjestelmään V380 kuuluu kaikkiaan neljä tähteä, mutta niitä ei käytännössä voi erottaa toisistaan. Sen kirkkaus vaihtelee 10.2 ja 10.7 magnitudin välillä. Varsinainen heijastussumu tähden ympärillä on pieni, näennäiseltä läpimitaltaan vain 2 x 2 kaariminuuttia. Tumma alue sumun keskellä on kooltaan vain 20 x 15 kaarisekuntia, joten sen havaitseminen visuaalisesti on erittäin haastavaa, sillä se vaatii kaukoputkelta hyvin suurta suurennosta ja ilmakehältä hyviä olosuhteita. Suomessa edellytykset pimeän reiän näkemiseen ovat erittäin huonot, sillä se kohoaa Etelä-Suomessakin parhaimmillaankin vain hieman yli 20 asteen korkeudelle horisontista. Heijastussumun ympäristössä on runsaasti myös muuta sumumaista ainesta kuten kaksi Index Cataloguen kohdetta (IC 427 ja IC 428) sekä muutamia Herbig- Haro –kohteita (ks. kohta 14), joista tunnetuin on Vesiputoussumu. Tähti ja heijastussumu sijaitsevat noin 1 500 valovuoden etäisyydellä.

Hubblen ottama äärimmäinen lähikuva aavemaisesta reiästä sumussa NGC 1999. 
Image credit:NASA/ESA and the Hubble Heritage Team (STScI)

Hyvin erikoisen näköinen vesiputoussumu HH 222, joka julkaistiin Nasan ylläpitämällä Astronomy Picture of the Day –sivustolla 24.10.2011. 
Image credit: Z. Levay (STScI/AURA/NASA), T.A. Rector (U. Alaska Anchorage) & H. Schweiker (NOAO/AURA/NSF), KPNO, NOAO
http://apod.nasa.gov/apod/ap111024.html

14. Orionin vyön pohjoispuolelta löytyy tähdistön kolmas Messierin luettelon kohde, Messier 78. Se on samalla luettelon ainoa heijastussumu. Kohteen löysi Messierin avustajana toiminut Pierre Mechain vuoden 1780 alkupuolella. Charles Messier lisäsi kohteen luetteloonsa 17. joulukuuta oman havaintonsa jälkeen. Messier 78 koostuu useammasta osa-alueesta, jotka ovat erikseen listattu New General Catalogueen numeroilla NGC 2064, NGC 2067, NGC 2068 ja NGC 2071. Sumu sijaitsee Orionin molekyylipilvessä noin 1 600 valovuoden etäisyydellä aurinkokunnasta ja sen koko on noin 3 valovuotta. Varsinaisen kohteen näennäinen koko on 8 x 6 kaariminuuttia, mutta kokonaisuus on tätä laajempi. Kirkkaudeksi on luetteloitu + 8.0 magnitudia. Sumua valaisevat tähdet, HD 38563A ja B sijaitsevat alueesta sen verran kaukana, että säteily riittää ainoastaan heijastamaan tähtien valoa. Sumun alueella sijaitsee Orionin kaasusumun tapaan runsaasti nuoria tähtiä, jotka ovat iältään vain noin 100 000 vuotta, eivätkä ole vielä kehittyneet pääsarjavaiheen tähdiksi. Messier 78 sisältää myös 17 kappaletta niin sanottuja Herbig-Haro –kohteita, jotka ovat pieniä ja kirkkaita sumuja, joita esiintyy nuorien T Tauri tyyppisten tähtien läheisyydessä. Herbig-Harot ovat kaasusuihkupilareita, jotka sinkoutuvat vasta muodostuneesta tähdestä sen napojen suuntaisena. Suihkun törmätessä tähtienväliseen aineeseen, se hohtaa hyvin kirkkaana. Messier 78 on mahdollista nähdä jo suurehkoilla kiikareilla heikkona sumumaisena läikkänä. Noin 10 senttimetrin kaukoputki paljastaa jo selvästi kohteen luonteen. Suomessa kohde nousee parhaimmillaan noin 30 asteen korkeudelle, joten sen näkymiseen vaikuttavat jonkin verran myös ilmakehän olosuhteet. 

Tämä kuva Messier 78 heijastussumusta on otettu ESOn Chilen La Sillan observatorion 2.2 metrin kaukoputkella kaukana valosaasteista. 
Image credits: ESO/Igor Chekalin

15. Meissa eli λ Orionis sijaitsee Orion selkeimmin näkyvän kuvion pohjoispuolella. Tähti muodostaa melko säännöllisen muotoisen kolmion Betelgeuzen ja Bellatrixin kanssa. Tähden näennäinen kirkkaus on + 3.54 magnitudia ja se on kaksoistähti. Tähden spektriluokka on O8 III eli se luokitellaan siniseksi jättiläistähdeksi. Meissan pintalämpötila on peräti 35 000 astetta ja samalla yksi kuumimmista paljain silmin näkyvistä tähdistä. Tähden massa on 28 Auringon massaa ja säde 10 Auringon sädettä. Se sijaitsee noin 1 300 valovuoden päässä aurinkokunnastamme. Meissaa kiertää B0.5 V spektriluokan pääsarjavaiheen tähti, jonka näennäinen etäisyys Meissasta on noin 4.5 kaarisekuntia. Kumppanin kirkkaus on + 5.61 magnitudia. Ne on mahdollista erottaa toisistaan jo melko pienellä kaukoputkella. Järjestelmän ikä on noin 4 miljoonaa vuotta ja se muodostaa ytimen jo hajaantuneelle tähtien syntymäalueelle, joka tunnetaan nykyisin nimellä Collinder 69. Joukon parikymmentä tähteä sijaitsevat nykyään noin 70 kaariminuutin kokoisella alueella. Meissan ja tähtijoukon Collinder 69 ympärillä sijaitsee erittäin monimutkainen sumujen kokonaisuus, jonka keskinäiset suhteet ovat ainakin osittain vielä epäselviä, mutta ne kuuluvat kyllä keskenään samaan Orionin suuren molekyylipilveen. Kaikkein sisimpänä alueena Meissan ympäristössä on 70 x 50 kaariminuutin kokoinen, sinistä himmeää hehkua loistava heijastussumu, Lambda Orioniksen sumu. Se merkitään usein luetteloihin myös tunnuksella SH 2-264, joka todellisuudessa käsittää myös merkittävästi tätä laajemman emissiosumun tähden ympäristössä. Koko kohde tunnetaan myös melko harvoin siitä käytetyllä nimellä, Lehtikalasumu. Tämän erikoisen kokonaisuuden syntymän on oletettu aiheutuneen supernovan räjähdyksestä noin 1-3 miljoonaa vuotta sitten. Supernova selittäisi myös sumun ulko-osien säteittäisen muodon. Lehtikalasumu näkyy selvimmin Meissan oikealla puolella noin 5 x 2 asteen kokoisella alueella. Sumu on huomattavasti himmeämpi kuin monet muut Orionin sumumaiset alueet ja sen vuoksi erittäin haastava kohde jopa valokuvaamiseen. Sumun pohjoisosan kirkas kaari päättyy hyvin tummaan pimeään sumuun, Barnard 31, jonka koko on noin 30 x 10 kaariminuuttia. Kaaren kohdalla on myös pieni heijastussumu, joka tekee siitä ympäristöineen ehkä koko sumun näyttävimmän osan. Toinen monipuolinen sumujen yhdistelmä löytyy kaaren ulkopuolelta läheltä Bellatrixia, jossa sijaitsee tähteä HD 34989 ympäröivä heijastussumu, VDB 38. Tämä alue on kooltaan noin 30 x 30 kaariminuuttia. 

Tästä himmeästä sumusta oli vaikea löytää julkaisuun sallittua kuvamateriaalia, joten valitsin hieman erilaisen, NASAn julkaiseman infrapunakuvan materiaaliksi. Kuvasta käy hyvin ilmi Meissaa (punainen tähti keskellä) ympäröivät säteittäiset kaasua sisältävät aallot.
Image credit: NASA/JPL-Caltech/UCLA

16. Orionin molekyylipilven valtava koko kulminoituu parhaiten Barnardin silmukkaan, joka on valtavan kokoinen sumumainen alue, joka käsittää todennäköisesti käytännössä suuren osan Orionin tähdistöä. Silmukasta näkyy lähinnä sen kirkkain osa, joka ulottuu puoliympyrän muotoisena kaarena noin 5 astetta Orionin vyöstä sen vasemmalta puolelta pohjoiseen. Tämän osan koko on näennäisesti noin 6 x 2 astetta. Sumun etäisyys on noin 1 500 ja laajuus 150 valovuotta. Näin laajan sumun aiheuttamaa valoa ei ole voitu yksilöidä tietyn tähden aiheuttamaksi. Todennäköisesti siihen vaikuttavat kaikki ne tuhannet uudet nuoret tähdet, joita Orionin tähdistössä parhaillaan on syntymässä. Toisaalta ei ole myöskään täyttä varmuutta sen luonteesta, vaikka se ulkoisesti näyttääkin emissiosumulta. Barnardin silmukan pyöreänä näkyvä muodolla voi olla mahdollisesti tekemistä myös supernovaräjähdyksen tai –räjähdysten kanssa noin 2-3 miljoonaa vuotta sitten. Supernovan vaikutuksesta Orionin molekyylipilvi olisi tiivistynyt paikoin ja näkyisi nyt siis meille tässä muodossa. Barnardin silmukka tulee esille parhaiten valokuvissa, mutta erittäin pimeissä olosuhteissa sen voinee nähdä myös visuaalisesti. Tällöin sen katselemiseen vaaditaan käytännössä jonkin suodattimen käyttöä. Suomen olosuhteissa epäilen kyllä vahvasti sen onnistumista edes silloin. Kohteen laajuuden vuoksi kaukoputkestakaan ei ole juuri hyötyä sen katselussa.

Barnardin silmukka hehkuu punaisena kaarena Orionin tähdistön ympärillä.
Image and credits: By Hewholooks (Own work) via Wikimedia Commons: CC BY-SA 3.0


© Jani Laasanen ellei kuvan yhteydessä ole toisin mainittu.  

Ei kommentteja:

Lähetä kommentti