Orionnebel

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Emissionsnebel
Daten des Orionnebels
Aus verschiedenen HST-Aufnahmen zusammengesetztes Bild des Orionnebels
Aus verschiedenen HST-Aufnahmen zusammengesetztes Bild des Orionnebels
Sternbild Orion
Position
ÄquinoktiumJ2000.0, Epoche: J2000.0
Rektaszension 5h 35,3m [1]
Deklination −5° 23,5′ [1]
Erscheinungsbild
Scheinbare Helligkeit (visuell) 4,0 mag  [2]
Winkelausdehnung 85′ × 60′ [1]
Ionisierende Quelle
Bezeichnung Theta Orionis 
Typ Stern 
Physikalische Daten
Zugehörigkeit Milchstraße 
Entfernung [3] (1350 ± 23) Lj
((414 ± 7) pc)
Durchmesser 30 Lj [2]
Geschichte
Entdeckung N.-C. F. de Peiresc
evtl. historisch
Datum der Entdeckung 1610
Katalogbezeichnungen
 NGC 1976 • GC 1179 • h 360 • M 42 • LBN 974

Der Orionnebel ist ein Emissionsnebel im Sternbild Orion und besteht aus den Einzelobjekten M 42 (im Süden) und M 43 (im Norden) (auch als NGC 1976 bzw. 1982 bekannt). Dank seiner scheinbaren Helligkeit von 4,0 mag und seiner verhältnismäßig großen Ausdehnung am Himmelsgewölbe ist er mit bloßem Auge als Teil des Schwertes des Orion (unter den 3 Sternen des Oriongürtels) sichtbar.

Der Orionnebel ist eines der aktivsten Sternentstehungsgebiete in der galaktischen Nachbarschaft der Sonne. Die Entfernung von unserem Sonnensystem beträgt ca. 414 Parsec[3] (1350 Lichtjahre), der Durchmesser ca. 9 Parsec (30 Lichtjahre). Im Nebel ist ein Sternhaufen eingebettet. Er ist ungefähr eine Million Jahre alt und wird sich, wie Computersimulationen zeigen, voraussichtlich in einen offenen Sternhaufen entwickeln, der den Plejaden ähnlich ist. [4]

Entdeckung und Geschichte[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Schon die mittelalterlichen arabischen Astronomen beobachteten den Orionnebel und gaben ihm den Namen „Na’ir al Saif“ (Der Helle im Schwert), womit manchmal auch der Stern Iota Orionis 0,5° südlicher gemeint ist.

Gestalt[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Von europäischen Astronomen wurde der Orion-Nebel erstmals 1610 dokumentiert, die Notiz von Nicolas-Claude Fabri de Peiresc blieb aber bis ins 20. Jahrhundert unveröffentlicht:[5][6]

„In Orione media... ex duabus stellis composita nubecula quamdam illuminata prima fronte referabat coelo non oie sereno“

Die wenig später von Johann Baptist Cysat und Volpert Motzel im Jahr 1619 beiläufig veröffentlichte Beobachtung des Nebels[7] verglich ihn mit einem Kometen und fand wenig Beachtung. Ebenso erging es der Skizzierung und Katalogisierung des Nebels durch Giovanni Battista Hodierna aus dem Jahr 1654.[8][9] Daher galt Christiaan Huygens, der im Jahr 1659 einen Umriss des Nebels veröffentlichte, lange Zeit als dessen Entdecker. Charles Messier verzeichnete den Nebel in seinem Katalog als 42sten Eintrag (M 42), ergänzt um eine detaillierte Abbildung, den er im Jahr 1774 publizierte. Verbesserte Teleskope liesen in der Folgezeit immer lichtschwächere Teile des Orionnebels erkennen, so dass zunehmend detaillierte Abbildungen entstanden - wenngleich auch die individuelle Wahrnehmung des Beobachter die Abbildung offenbar deutlich beeinflusste.

Edward Singleton Holden fasste in einer umfassenden Monographie über den Orionnebel im Jahr 1882 den Kenntnisstand zusammen, diskutierte die verschiedenen Abbildungen und wies nach, dass der Orionnebel seit Mitte des 18. Jahrhunderts wohl nicht seine Form, jedoch seine Helligkeit geändert habe.[10]

Henry Draper nahm im Jahr 1880 das erste Foto des Nebels auf, das zugleich als die erste astrofotografische Aufnahme eines nicht stellaren Objektes außerhalb des Sonnensystems gilt. Die Technik wurde schnell verbessert, und Andrew Ainslie Commons ausgezeichnete Aufnahme aus dem Jahr 1883 zeigte bereits mehr Details, als mit dem bloßen Auge an dem gleichen Fernrohr zu erkennen war.

Substanz[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Wenn auch Galileo Galilei den Nebel unerwähnt lies, beobachtete er im Jahr 1617 mithilfe seines Teleskops, dass es sich bei dem scheinbar zentralen Stern θ1-Orionis, tatsächlich um eine dicht beinander liegende Dreiergruppe von Sternen handelt, von denen einer die anderen deutlich überstrahlt.[11] Jean-Dominique Cassini entdeckte nach Holden einen vierten Stern, weshalb die Anordnung später Trapezium genannt wurde.[10][12] In der Folgezeit konnten mit fortwährend verbesserten Teleskopen im Trapezium weitere Sterne aufgelöst werden, und auch die Sterne Umfeld wurden katalogisiert. Sowohl durch direkte Beobachtung wie auch mittels Fotografie zeigte sich so ein Sternhaufen im Orionnebel anhand mehrere Hundert erfassten Sterne in einem 1,5° durchmessendem Bereich.[13][14]

Spektroskopische Beobachtungen durch William Huggins zeigten bereits im Jahr 1865 die gasartige Natur der Nebelregion; neben unbekannten Spektrallinien waren die von Wasserstoff deutlich zu erkennen.[15] Die unterschiedliche räumliche Verteilung der verschiedenen Gase wurde von Johannes Franz Hartmann im Jahr 1905 anhand von Fotografien mit schmalbandigen Filtern gezeigt,[16] wenngleich die unbekannten Spektrallinien erst in den 1920er Jahren ionisiertem Sauerstoff zugeordnet werden konnten. Durch genauere Untersuchung der Spektrallinien bestimmten im Jahr 1902 Hermann Carl Vogel und Gustav Eberhard Strömungen innerhalb des Nebels,[17] was durch interferometrische Vermessung der Spektrallinien von Henri Buisson, Charles Fabry und Bourget im Jahr 1914 bestätigt wurde und wobei zudem auch eine Obergrenze für die Gastemperatur von 15.000 Kelvin erkannt wurde.[18] Eine genauere Temperaturbestimmung der leuchtenden Gase von 11.000 Kelvin gelang im Jahr 1931,[19] was nahe bei den Ergebnis nachfolgender Untersuchungen liegt, die nunmehr auf eine Temperatur von 10.000 Kelvin hindeuten.[20] [21]

Zwei Aufnahme des Trapezhaufen im Orionnebel, mit unterschiedlichen Spektren. Links sichtbares Licht: Wasserstoff (grün), Sauerstoff (blau) und Stickstoff (rot) sind räumlich unterschiedlich verteilt. Rechts Infrarot: die Sterne treten hervor.

Durch Aufnahmen mit Farbfilter, die die Spektrallinien des Nebels sperrten aber infrarotes Licht durchließen, gelang es Robert Julius Trumpler, die Sterne um das Trapezium deutlicher zu erkennen. Er identifizierte darum einen Bereich von einer Bogenminute mit 41 Sternen, den er „Trapezium cluster“ (Trapezhaufen) nannte.[22]

Entfernung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Erste Entfernungsbestimmungen des Orionnebels wurden William Henry Pickering im Jahr 1917 und mit einer anderen Methode von Jacobus C. Kapteyn im Jahr darauf durchgeführt. Sie wiesen allerdings mit 2000 Parsec und 180 Parsec noch eine deutliche Diskrepanz auf. Anhand des eingebetteten Trapezium- und des nahegelegenen NGC 1981-Sternhaufens bestimmte Trumpler im Jahr 1931 dann mittels spektroskopischer Parallaxe 500 beziehungsweise 400 Parsec; eine von ihm entwickelte Sternhaufen-Größenklassifikation lieferte 660 beziehungsweise 470 Parsec.[22] Rudolph Minkowski ermittelte im Jahr 1946 eine Entfernung von 300 Parsec und eine Reihe von Entfernungbestimmungen aus den 1960er bis 1980er Jahren ergaben eine Entfernung zwischen 347 und 483 Parsec.[3] Für eine satellitengestützte Triangulation durch Hipparcos eignete sich nur ein Stern im Orionnebel, womit deren Ergebnis mit erheblichen Unsicherheiten behaftet ist.[3] Eine genaue trigonometrische Entfernungsmessung konnte im Jahr 2007 jedoch mit Hilfe des Very Long Baseline Array an vier Radiosternen erfolgen und ortet den Orionnebel 1350 ±23 Lichtjahre entfernt.[3] [21]

Morphologie[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Der Orionnebel ist der sichtbare Teil einer ansonsten nicht leuchtenden Wolke, die zu einem großen Molekülwolkenkomplex gehört, der sich über das ganze Sternbild des Orion erstreckt. Dazu gehören unter anderem Barnard’s Loop und der Pferdekopfnebel.

Durch die Verdichtung von Materie kommt es im Orionnebel zur Sternentstehung. Die neuen Sterne, darunter auch die sogenannten Trapezsterne, ionisieren den umgebenden Wasserstoff (es entsteht eine H-II-Region) und regen somit die Wolke zum Leuchten an. Die Sterne treiben die Gas- und Staubwolke auseinander und lassen eine sphäroide Aushöhlung entstehen, deren Inneres von der Ionisationsstrahlung erhellt wird.

Im Inneren des Nebels existieren viele Objekte, die typisch für stellare Geburtsstätten sind. Darunter diverse Bok-Globulen, Herbig-Haro-Objekte, T-Tauri-Sterne und auch Braune Zwerge. Es gibt auch Hinweise auf Sterne mit protoplanetaren Scheiben.

Aufgrund seiner relativen Nähe zum Sonnensystem ist der Orionnebel einer der besterforschten Gasnebel in unserer Galaxie.

Der nördliche Teil des Orionnebels, der vom Rest durch eine dunkle Staubspur getrennt ist, wurde von Messier separat als M 43 verzeichnet. Die Region ist auch als De-Mairans-Nebel bekannt und umgibt den veränderlichen Stern NU Orionis (HD 37061), der die Gaswolke zum Leuchten anregt.

Beobachtungen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Lage des Orionnebels im Sternbild Orion; der Orionnebel ist hier mit der Katalognummer M 42 bezeichnet.

Am besten kann man den Orionnebel im Winter beobachten, wenn er abends 30–40° hoch im Süden steht, oder im Oktober gegen 4h früh. Im guten Feldstecher 8×40 oder 10×50 sieht man einen deutlichen Nebelfleck mit einigen Filamenten, im kleinen Teleskop ist eine 30-fache Vergrößerung am besten. Größere Instrumente – etwa ab einem Achtzöller-Spiegelfernrohr – zeigen bereits Strukturen in den Wolken. Bei visueller Beobachtung dominiert das Leuchten der vier Trapez-Sterne (θ1 Orionis) sowie von θ2 Orionis und HD 37042 die Nebelstrukturen viel stärker, als es die oben abgebildete Aufnahme des Hubble-Weltraumteleskops vermuten lässt.

Die äußeren roten Nebelfelder auf den Fotos sind sehr lichtschwach und visuell nur mit Teleskopen zu erkennen, die ein großes Öffnungsverhältnis haben (siehe die Fotos 2 Kapitel oben). Im Achtzöller hat der Nebel etwa 0,6° Ausdehnung - nur die Hälfte der besten Aufnahmen. Erfahrene Beobachter erkennen dazwischen einige schwach grünliche Nebelfäden, wobei sich indirektes Sehen (knapp vorbeischauen) empfiehlt. Dennoch ist – im Vergleich zu detailreichen Farbfotos, die wie obige Bilder durch lange Belichtungszeiten entstehen – der Blick selbst durch lichtstarke Teleskope eher enttäuschend. Eine Kamera mit Standardobjektiv zeigt den Nebel immerhin mit einigen roten Flecken. Am Stativ sind maximal 2 Minuten sinnvoll, bei Nachführung am Fernrohr auch etwas mehr.

Siehe auch[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

 Commons: Orionnebel – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. a b NED data for the Messier Objects
  2. a b Messier 42 bei SEDS
  3. a b c d e Karl M. Menten, Reid, M.J.; Forbrich, J.; Brunthaler, A.: The Distance to the Orion Nebula. In: Astronomy & Astrophysics. 474, Nr. 2, 2007, S. 515–520. doi:10.1051/0004-6361:20078247.
  4. Kroupa, P., Aarseth, S.J., Hurley, J. 2001, MNRAS, 321, 699, "The formation of a bound star cluster: from the Orion nebula cluster to the Pleiades" [1]
  5. Harald Siebert: Die Entdeckung des Orionnebels. Historische Aufzeichnungen aus dem Jahr 1610 neu gesichtet. In: Sterne und Weltraum. Nr. 11, 2010, S. 32–42.
  6. Digitalisat bei Commons
  7. John Baptist Cysat, Volpert Motzel: Mathemata Astronomica De Loco, Motu, Magnitudine, Et Causis Cometae, Ingolstadt, 1619
  8. Giovanni Battista Hodierna: De Amirandis Coeli Characteribus, 1654, doi:10.3931/e-rara-444.
  9. G. Fodera-Serio, L. Indorato, P. Nastasi: G. B. Hodierna's Observations of Nebulae and his Cosmology, 1985, bibcode:1985JHA....16....1F
  10. a b Edward Singleton Holden: Monograph of the central parts of the nebula of Orion, bibcode:1882USNOM..18A...1H
  11. Christopher M. Graney: On the Accuracy of Galileo’s Observations,2007
  12. Jean-Dominique Cassini: de Cometa anni 1652 et 1653, 1653
  13. Benjamin Apthorp Gould, Seth Carlo Chandler: Cordoba photographs. Photographic observations of star-clusters from impressions made at the Argentine national observatory, measured and computed with aid from Argentine Government, 1897
  14. Julius Scheiner: Über den Sternhaufen um ϑ Orionis, 1898, bibcode:1898AN....147..149S
  15. William Huggins: On the Spectrum of the Great Nebula in the Sword-handle of Orion, Proc. R. Soc. Lond. 1865 14, 39-42
  16. Johannes Franz Hartmann: Monochromatic Photographs of the Orion Nebula, 1905, bibcode:1905ApJ....21..389H.
  17. Hermann Carl Vogel: Radial Velocity of the Orion Nebula, bibcode:1902ApJ....15..302V
  18. Henri Buisson, Charles Fabry, H. Bourget: An application of interference to the the study of the Orion nebula, 1914, bibcode:1914ApJ....40..241B
  19. R. D. H. Jones: The temperature of the Orion nebula, bibcode:1931Obs....54..165J
  20. B. Balick, R. H. Gammon, R. M. Hjellming: The structure of the Orion nebula. In: Publications of the Astronomical Society of the Pacific. 86, 1974, S. 616. Bibcode: 1974PASP...86..616B. doi:10.1086/129654.
  21. a b August Muench, Konstantin Getman, Lynne Hillenbrand, Thomas PreibischStar Formation in the Orion Nebula I: Stellar Content, 2008
  22. a b Robert Julius Trumpler: The Distance of the Orion Nebula, 1931PASP...43..255T