04/09/2019

Catàleg Charles Messier. Objecte M42

Clic a la imatge per engrandir


Nebulosa possiblement descoberta el 1610 per Nicholas-Claude Fabri de Peiresc.  Trobada independentment per Johann Baptist Cysatus el 1611.  Cúmul de Trapezi anomenat com a estrella múltiple per Galileu Galilei el 1617.

Situada a uns 1.600 (o potser 1.500) anys llum, la Nebulosa d'Orió és la nebulosa difusa del cel més visible a ull nu, i digna de ser vista en telescopis de qualsevol grandària, des dels prismàtics més petits fins als més grans observatoris amb base a Terra i el Telescopi Espacial Hubble. En si mateixa la Nebulosa d'Orió és un objecte molt gran, estenent-se per uns 66x60 minuts d'arc, cobrint així quatre vegades l'àrea de la Lluna plena. Això es correspon a un diàmetre lineal d'uns 30 anys llum.

M42 és la porció principal d'un núvol molt més gran de gas i pols que s'estén per més de 10 graus cobrint més de la meitat de la constel·lació d'Orió. L'extensió lineal d'aquest núvol gegantí és de diversos centenars d'anys llum. Pot ser visualitzada amb fotografies d'exposició llarga (vegeu, per exemple, a Burnham) i conté, a més de la nebulosa d'Orió prop del seu centre, els següents objectes, molts d'ells famosos per si mateixos: el Rintxol de Barnard, la regió de la nebulosa Cap de Cavall (que també conté a Orión B o NGC 2024), i la nebulosa de reflexió al voltant de M78. Molt impressionant en les fotografies profundes en llum visible, el Núvol d'Orió és particularment magnífic a la llum infraroja.

També és un dels objectes més brillants del cel profund, ben visible a simple vista, de manera que l'autor d'aquest article es pregunta per què la seva naturalesa ennuvolada no va ser documentada aparentment abans de 1610, quan Nicholas-Claude Fabri de Peiresc (1580- 1637), un advocat francès, va dirigir el seu telescopi a aquesta regió del cel (encara que Ptolomeu, així com més tard Tycho Brahe i Johann Bayer havien catalogat les estrelles més brillants dins d'ella com un sol estel brillant -aquest últim la va catalogar com Theta Orionis- i Galileu havia detectat un nombre d'estrelles poc lluminoses quan va observar aquesta regió amb el seu telescopi abans del 1610). Va ser redescoberta independentment el 1611 per l'astrònom jesuïta Johann Baptist Cysatus (1588-1657) de Lucerna, qui la va comparar amb un cometa que havia observat aquell mateix any. El primer dibuix conegut de la nebulosa d'Orió va ser creat per Giovanni Batista Hodierna. Aparentment, tots aquests descobriments es van perdre per algun temps, de manera que finalment va ser Christian Huygens qui va rebre principalment el crèdit del seu redescobriment el 1656, o per Charles Messier, entre d'altres, que la va agregar al seu catàleg el 4 de març de 1679.

El primer dibuix conegut de la Nebulosa d'Orió, creat per Giovanni Batista Hodierna
anterior al 1654 des de Palma di Montechiaro, Sicília (Hodierna 1654).

Les tres estrelles mostrades dins de la nebulosa són probablement Theta1, Theta2 A, i Theta2 B Orionis.
Probablement no són les tres estrelles més brillants del Trapezi, com Seriós et.al. (1985)
han proposat, en primer lloc perquè les estrelles representades coincideixen millor
amb la ubicació de les que figuren a la llista, i en segon lloc perquè els instruments
d'Hodierna difícilment podrien haver resolt el Trapezi, que probablement el va veure com una estrella, Theta1.

Com els dibuixos de la Nebulosa d'Orió que coneixia representaven tan pobrament la impressió de Messier, va crear un fi dibuix d'aquest objecte, als efectes "d'ajudar a reconèixer-lo de nou, en la presumpció que aquest objecte no canviï amb el temps (com afirma Messier en la introducció al seu catàleg).

Des de llavors, aquest magnífic objecte continuar influenciant als astrònoms. Va ser la primera observació del cel profund realitzada per William Herschel amb un telescopi reflector de 6 peus construït per ell mateix el 1774. Al 1789, amb algun toc profètic, va descriure les seves observacions realitzades amb el seu telescopi FL de 48 polzades d'obertura i 40 peus, com 'una furiosa boira sense formes, el material caòtic de futurs sols'.

La naturalesa gasosa de la Nebulosa d'Orió va ser revelada el 1865 per William Huggins amb l'ajuda de l'espectroscòpia. El setembre 1880, M42 va ser la primera nebulosa en ser fotografiada amb èxit, per Henry Draper.La nebulosa, en el seu límit nord, està dividida per una cridanera faixa fosca, ben visible en la fotografia que encapçala aquesta entrada. Aquesta imatge va ser obtinguda per David Malin de l'Observatori Anglo-Australià (AAO).

La petita porció nord-est va ser reportada primerament per De Mairan, i va rebre de Charles Messier un nombre extra, M43. En el mateix veïnat, cap al nord, trobem també una nebulosa de reflexió menys lluminosa, que reflecteix parcialment la llum de la Gran Nebulosa. No van resultar prou notables per a Charles Messier, però més tard les va catalogar amb els números NGC 1973.05.07. Aquí tenim una col·lecció de imatges de M42, M43 , i més imatges de M42, M43 i NGC 1973.05.07.

En si mateixa, M42 és aparentment un núvol molt turbulent de gas i pols, plena de detalls interessants, que Charles Robert O'Dell compara amb la rica topografia del Gran Canó a la llegenda de la seva fotografia HST (Hubble Space Telescope = Telescopi Espacial Hubble). Els trets més notables van obtenir noms propis donats per diversos observadors: la nebulosa fosca que forma la faixa que separa M43 de la nebulosa principal s'estén fins ben endins de l'última, formant un tret al que comunament se'l coneix com "la Boca del peix ". Les regions brillants a banda i banda són anomenades "ales", mentre que al final de la Boca del Peix hi ha un cúmul d'estrelles recentment formades, anomenat "cúmul del Trapezi". L'extensió de les ales cap a l'est-sud (a baix a l'esquerra en la nostra imatge) és anomenada "l'Espasa", la nebulositat brillant sota del Trapezi és "l'Estocada" i l'extensió menys lluminosa es diu "la Vela". 

  Clic per engrandir. Crèdit Wikipedia

El cúmul del Trapezi es compta entre els més joves coneguts de la seva classe, amb noves estrelles que continuen formant-se en aquesta regió. El cúmul va ser inicialment descrit el 1617 per Galileu, i descrit per primera vegada per Christian Huygens en 1656 quan va redescobrir independentment la Nebulosa d'Orió. Sovint, aquestes tres primeres estrelles són etiquetades com "A", "B" i "C". En aquesta època, va ser aparentment la segona estrella múltiple reconeguda (després de Mizar a Ursa Major, que havia estat reconeguda com una estrella doble  el 1650). La quarta estrella del Trapezi "D", va ser trobada inicialment per Abbe Jean Picard el 1673 (segons De Mairan), i independentment per Huygens el 1684. La cinquena estrella del cúmul "I", va ser descoberta per Friedrich Georg Wilhelm Struve el 1826 amb un telescopi refractor de 9,5 polzades a Dorpat; la sisena "F", per John Herschel el 13 de febrer de 1830; la setena "G", per Alvan Clark el 1888 quan provava el seu refractor de 36 polzades a l'Observatori Lick, i la vuitena "H", per EE Barnard el 1888 amb el mateix telescopi. Més tard, Barnard va descobrir que "H" era doble, amb components de 16ª magnitud. Avui dia sabem que les estrelles "A" i "B" són les dues binàries eclipsants del tipus Algol: "A" varia entre les magnituds 6,73 i 7,53 amb un període de 65,4325 dies, mentre que "B" varia entre les magnituds 7,95 i 8,52 en 6,4705 dies.

La Nebulosa d'Orió és un dels més gratificants i fàcils objectes per als fotògrafs astronòmics aficionats.

Les últimes dècades d'investigació sobre la Nebulosa d'Orió han revelat que la nebulosa visible, M42, una bombolla de gas lluminós foto-ionitzat i calent, al voltant de les calentes estrelles del Trapezi, és tot just una prima capa sobre la superfície d'un molt més gran núvol de matèria més densa, el núvol Molecular d'Orió (OMC 1 = Orion Molecular Cloud 1). Per casualitat veiem aquesta estructura gairebé de front. La idea per a aquest model prové originalment de Munch (1958) i Wurm (1961), i va ser desenvolupada totalment per diversos autors cap a 1973-1974 (Zuckerman 1973; Balick et.al. 1974), recolzats promptament per l'evidència, i encara segueix sent estudiada en detall, per exemple O'Dell (2001) en una revisió recent, i per referències citades al respecte. El VisLab del Centre de Supercomputació de San Diego (SDSC) ha creat una visualització tridimensional de la Nebulosa d'Orió basada en aquest model.


La Nebulosa d'Orió ha estat, ja des d'èpoques anteriors a la seva restauració, un blanc preferit per al Telescopi Espacial Hubble. Un gran descobriment va ser el dels discos protoplanetaris, els així anomenats "proplyds" (contracció en anglès de disc protoplanetari ionitzat) en les imatges del HST (aquestes imatges van ser utilitzades per a una simulació de l'aproximació a una protoestrella). Unes imatges de novembre de 1995 del Hubble han revelat més detalls sobre el complicat procés que està tenint lloc en aquesta "fàbrica estel·lar". Les investigacions del Hubble de gener de 1997 han mostrat interaccions interessants entre les joves estrelles del cúmul del Trapezi amb els discos protoplanetaris: la seva violenta radiació tendeix a destruir els discos, de manera que les estrelles de poca massa que es formen aquí perden el material necessari per formar sistemes planetaris.

Clic per engrandir. "Proplyds" a Orió. Crèdit Hubble. NASA.

Una excel·lent ressenya de l'astrofísica de la Nebulosa d'Orió va ser proporcionada el 2003 amb la supèrba monografia de Charles Robert O'Dell, (O'Dell 2003) que resumeix el coneixement d'aquests moments, incloent la investigació del HST.

La Nebulosa d'Orió és molt fàcil de trobar, ja que envolta el cúmul de Theta Orionis, vist a simple vista com l'Espasa d'Orió. En condicions força bones, la nebulosa mateixa pot ser albirada a simple vista com una tènue nebulositat al voltant d'aquest estel.


Resulta una mica inusual que la Nebulosa d'Orió hagi trobat el seu camí cap a la llista de Messier juntament amb els cúmuls d'estrelles brillants Praesepe M44 i les Plèiades M45. Normalment, Charles Messier incloïa únicament els objectes més tènues que podien ser fàcilment confosos amb cometes. Però en aquesta nit del 4 de març de 1769, va determinar les posicions d'aquests ben coneguts objectes, (per dir-ho amb les paraules d'Owen Gingerich) "agregant evidentment aquests com el sucre al pastís" per portar la llista fins al número 45, per a la seva primera publicació a les "Memoires de l'Academie" de 1771 (publicades el 1774). Es pot especular la raó d'haver preferit una llista de 45 entrades sobre una de 41; una raó possible és que desitgés superar el catàleg d'objectes australs de Lacaille de 1755, que tenia 42 entrades. Messier va mesurar una posició extra per la més petita porció nord-est, reportada prèviament per De Mairan, la que per tant, té el nombre extra de Messier M43.



* kal: quiloany llum, és un miler d'anys llum, o 307 parsecs. Els quiloanys llum es fan servir normalment per mesurar distàncies entre parts d'una galàxia.