Messier 42

Sverðþokan í Óríon

Sverðþokan er bjartasta geimþoka næturhiminsins og eitt albjartasta djúpfyrirbæri himins. Hún sést ágætlega með berum augum við þokkalegar aðstæður, jafnvel innan borgarmarkanna. Hún er í 1.344 ljósára fjarlægð frá sólinni og er talin um 24 ljósár í þvermál. Sýndarþvermál hennar á himninum er meira en ein gráða og þekur hún því fjórfalt stærra svæði en fullt tungl. Sverðþokan sést vel með handsjónauka en er gullfalleg á að horfa með stjörnusjónauka við litla eða meðalstækkun.

Trapisan

Í miðri Sverðþokunni mynda fjórar bláhvítar risastjörnur af O-gerð hornpunktana í svokallaðri Trapisu. Þær eru milli 15 til 30 sólmassar að stærð og eru allar í innan við 1,5 ljósára fjarlæg frá hver annarri. Þær geisla frá sér sterku útfjólubláu ljósi sem rafar geimefnið í kringum þær og lýsir og mótar alla þokuna. Geislunin hefur einnig áhrif á efnisskífur umhverfis fjölda annarra og minni sólstjarna í næsta nágrenni. Stjörnurnar í Trapisunni hafa myndað holrúmið í miðri þokunni sem gerir stjörnurnar sýnilegar frá jörðinni. Líklegt er að Trapisan sé hluti af miklu stærri stjörnuþyrpingu sem er að myndast í þokunni og inniheldur sennilega milli 2000 til 3000 stjörnur.

Sverðþokan í Óríon er eitt mest ljósmyndaða fyrirbæri næturhiminsins og um leið eitt mest rannsakaða. Þokan er stjörnuverksmiðja þar sem nýjar stjörnur verða til og sýnir okkur um leið þau ferli sem leiða til myndunar stjarna og sólkerfa í gas- og rykþokum. Rannsóknir á þokunni hafa leitt í ljós um það bil 700 stjörnur á ýmsum myndunarstigum innan þokunnar. Þokan er því áberandi í innrauðu ljósi. Með Hubble geimsjónaukanum hafa stjörnufræðingar fundið yfir 150 efnisskífur í Sverðþokunni sem talin eru sólkerfi í myndun.

Stjörnuþyrping í myndun 

Stjörnumyndunarsvæði eins og Sverðþokan finnast á víð og dreif um Vetrarbrautina. Talið er að yngstu og björtustu stjörnurnar í henni séu innan við 300.000 ára gamlar, sumar ef til vill aðeins um 10.000 ára. Stærstu stjörnurnar í þokunni eiga stutta ævi fyrir höndum. Þær eru svo massamiklar að þær enda sem sprengistjörnur innan nokkurra milljóna ára. Þá skila þær aftur efninu í skýið sem myndaði þær upphaflega. Í framtíðinni munu stjörnurnar í þokunni hafa blásið gasinu og rykinu burt. Situr þá eftir lausþyrping bjartra ungra stjarna, ekki ósvipuð og Sjöstirnið. 

Sverðþokan er hluti af miklu stærri geimþoku sem kallas Óríon sameindaskýið (Orion Molecular Cloud Complex). Þetta sameindaský teygir sig yfir nánast allt stjörnumerkið og inniheldur baug Barnards (gashvel sem umlykur Óríon), Riddaraþokuna, M42, M43, M78 og Logaþokuna. 

Saga athugana

Þar sem Sverðþokan sést svo vel með berum augum má furðu sæta hvers vegna hún var ekki skráð sem slík áður en stjörnusjónaukinn kom til sögunnar. Af einhverjum ástæðum virðast aðeins Mayarnir í mið-Ameríku hafa gert sér grein fyrir raunverulegu eðli hennar. Athyglisvert er að þótt þokan sé augljóslega ekki eins og stjarna á næturhimninum var hún snemma skráð sem slík. Í kringum 130 e.Kr. skrásetti Ptólmæos staðinn sem þokan er á sem stjönu af fimmta birtustigi. Persneski stjörnufræðingurinn Al Sufi gerði slíkt hið sama í bók sinni um fastastjörnurnar árið 968.

Árið 1603 gerði Johann Bayer mjög nákvæmt kort af svæðinu en þokan er hvergi sjáanleg. Engu að síður tók Bayer eftir tveimur stjörnum á staðnum og nefndi þær Þeta (θ¹) Orionis og Þeta (θ²) Orionis.

Þótt ótrúlegt megi virðsta minntist Galíleó aldrei á Sverðþokuna, jafnvel þótt svæðið hafi verið eitt hið fyrsta sem hann beindi sjónaukanum sínum á. Galíleó kannaði stjörnumerkið mjög ítarlega í desember 1610 en tók eingöngu eftir auknum fjölda stjarna á svæðinu og uppgötvaði um leið Trapisuna.

Þokan sjálf uppgötvaðist sennilega síðla árs 1611 þegar franski lögfræðingurinn og stjörnuáhugamaðurinn Nicholas-Claude Fabri de Peiresc beindi sjónauka sínum að þessu svæði á næturhimninum og lýsti litlu glóandi skýi. Uppgötvun hans birtist hvergi en á Peiresc minntist sjálfur á hana í persónulegum skjölum sem uppgötvuðust ekki fyrr en 1916.

Árið 1656 gaf Christiaan Huygens fyrstu greinargóðu lýsinguna á þokunni. Huygens taldi sig hafa uppgötvað þokuna og gaf út athuganir sínar í bók sinni Systema Saturnium nokkrum mánuðum síðar. Í henni er lýsing og teikning á þokunni og sagt frá stjörnunni í hjarta þokunnar. Teikning hans sýnir sjö stjörnur innan þokunnar og fimm rétt handan hennar. Í Trapisunni teiknar hann aðeins þrjár stjörnur, þrátt fyrir að hann hefði auðveldlega átt að sjá fjórar.

Á 18. öld lýsa nokkrir stjörnufræðingar þokunni, meðal annars Edmond Halley lýsir henni í skrá sinni yfir stjörnuþokur frá árinu 1716.

Harla óvenjulegt er að Sverðþokan skuli hafa ratað í skrá Charles Messiers ásamt M44 og M45. Yfirleitt skrásetti Messier daufari fyrirbæri sem auðvelt var að rugla saman við halastjörnur. Þann 4. mars árið 1769 bætti hann þokunni í skrá sína og ritaði:

(4. mars, 1769) ,Staðsetning fallegu þokunnar í sverði Óríons, umhverfis stjörnuna þeta sem inniheldur þrjár aðrar smærri stjörnur sem ekki er unnt að sjá nema með góðum tækjum. Messier hefur skoðað þessa miklu þoku ítarlega; hann hefur teiknað hana með mikilli nákvæmni eins og sjá má í Memoirs of the Academy fyrir 1771, plata VIII. Það var Huygens sem uppgötvaði hana árið 1656: síðan hafa margir stjörnufræðingar skoðað hana.'

Messier mældi aukalega stöðu smærri þoku í norðausturhluta Sverðþokunnar, sem Jean-Jacques d'Ortous de Mairan hafði lýst árið 1731. Messier skráði hana sem staka þoku og gaf henni því sjálfstætt skráarheit, M43.

Í mars 1774 skoðaði Sir William Herschel M42 og síðar árin 1801, 1806 og 1810. Herschel gerði sér fyrstur grein fyrir raunverulegu eðli Sverðþokunnar og sagði hana innihalda „efni komandi sólstjarna“.

Árið 1865 staðfesti enski stjörnuáhugamaðurinn William Huggins að um gasþoku var að ræða þegar hann gerði litrófsmælingar á henni. Þann 30. september 1880 tók Henry Draper fyrstu ljósmyndina af M42 sem ennfremur var fyrsta stjörnuljósmyndin af djúpfyrirbæri í sögunni. Tæpum tveimur árum síðar, þann 14. mars 1882, endurtók Draper leikinn þegar hann tók aðra betri mynd af Sverðþokunni sem sýnir líka M43.

Árið 1993 gerði Hubble geimsjónaukinn sínar fyrstu athuganir á Sverðþokunni í Óríon. Upp frá því hefur Hubble reglulega verið beint að Sverðþokunni. Gögnin hafa verið notuð til að smíða nákvæmt þrívítt líkan af þokunni. Á myndunum sjást aðsópskringlur umhverfis flestar af nýmynduðu stjörnunum í þokunni.

Árið 2005 tók Hubble nákvæmustu myndina af þokunni hingað til. Á meðan myndin var tekin fór Hubble 105 hringferðir umhverfis jörðina. Á myndinni eru yfir 3000 stjörnur niður í 23. birtustig, þar á meðal ungir brúnir dvergar. Í fyrsta sinn sáust líka brúnir dvergar á braut um hver annan. Massi annars þeirra er 0,054 sólmassar (M_☉) en massi hins er 0,034 M_☉. Umferðartíminn er 9,8 dagar.

Að skoða Sverðþokuna í Óríon

Sverðþokan í Óríon er meðal fegurstu fyrirbæra sem stjörnuáhugafólk getur skoðað með litlum stjörnusjónaukum. Þokan sést með berum augum í sverði Óríons, undir beltinu eða fjósakonunum, svo auðvelt er að staðsetja hana.

Við litla stækkun (20-30x) blasir lögun þokunar við í stjörnusjónaukanum. Prófaðu að auka stækkunina, t.d. upp í 50x til 100x, og þá sérðu trapisuna í miðju þokunnar. 

Sverðþokan er ein fárra stjörnuþoka sem sýna lit. Við litla stækkun sést að þokan er grágræn eða fölgræn á litinn. Súrefnissameindirnar í skýinu eiga sök á græna litnum, en það er einmitt sá litur sem augu okkar greina best.

Það hjálpar að nota góða UHC eða OIII síu til að skerpa á skilunum milli þokunnar og geimsins í bakgrunni. Þá „poppar“ þokan út, ef þannig má að orði komast. Í sama sjónsviði er mjög auðvelt að koma auga á Messier 43 en aðeins þunn dökk rykslæða skilur þokurnar að.

Myndasafn

		Byssukúlur í Sverðþokunni Þessi fallega mynd var tekin með Gemini suður sjónaukanum í Chile. Hún sýnir gaskekki í Sverðþokunni sem fundust fyrst árið 1983 og eru kallaðir Byssukúlur Sverðþokunnar. Byssukúlurnar eru bláleitu kekkirnir og eru rúmlega tífalt stærri en sólkerfið okkar. Þegar kúlurnar þjóta burt, skilja þær eftir sig keilulaga slóðir sem líkja má við kjölför skipa. Þær eru um fimmtungur af ljósári að lengd eða svo. Mynd: Gemini Observatory/AURA
		M42 - Sverðþokan í Óríon Þessa fallegu ljósmynd tók Snævarr Guðmundsson stjörnuljósmyndari frá heimili sínu í Hafnarfirði. Myndin var tekin með William Optics FLT 110 linsusjónauka, SBIG STL11000 CCD myndavél og AstroDon ljóssíum. Mynd: © Snævarr Guðmundsson
		Trapisan í Sverðþokunni í Óríon Hubblessjónaukinn varð að kafa djúpt inn í Sverðþokuna í Óríon með nær-innrauðri myndavél sinni til þess að ná þessari fallegu mynd. Á myndinni er fjöldi nýmyndaðra brúnna dverga innan um bláhvítu risastjörnurnar í Trapisunni. Mynd: K.L. Luhman (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, Mass.); og G. Schneider, E. Young, G. Rieke, A. Cotera, H. Chen, M. Rieke, R. Thompson (Steward Observatory, University of Arizona, Tucson, Ariz.) og NASA/ESA
		Efnisskífa í kringum nýmyndaða stjörnu í Sverðþokunni Efnisskífur í kringum ungar stjörnur eru taldar innihalda að langmestu leyti gas (99%) en aðeins örlitið af ryki (1%). Þrátt fyrir það er þetta litla rykmagn nóg til þess að skífurnar verða ógegnsæjar í sýnilegu ljósi. Mynd: Mark McCaughrean (Max-Planck-Institute for Astronomy), C. Robert O'Dell (Rice University), og NASA/ESA
		Efnisskífa á rönd í kringum nýmyndaða stjörnu í Sverðþokunni Hér sést efnisskífa umhverfis nýmyndaða stjörnu á rönd í Sverðþokunni í Óríon. Þar sem skífan er á rönd er stjarnan að mestu leyti falin inni í ógegnsæju skýinu. Líklegt er að sólkerfið okkar hafi litið svipað út fyrir um 4,6 milljörðum ára. Þessi efnisskífa er sautján sinnum breiðari en sólkerfið okkar og sú stærsta sem fundist hefur innan Sverðþokunnar. Mynd: Mark McCaughrean (Max-Planck-Institute for Astronomy), C. Robert O'Dell (Rice University), og NASA/ESA
		Stafnhögg í Sverðþokunni í Óríon Ungar, massamiklar og aflmiklar stjörnur senda frá sér sterka stjörnuvinda sem móta Sverðþokuna í Óríon. Hér sést svonefnt stafnhögg umhverfis mjög unga stjörnu, LL Ori. Stafnhöggið verður til þegar stjörnuvindur frá LL Ori rekst á stjörnuvindinn frá stjörnunum í Trapisunni, ekki ósvipað og sjór bylgjast umhverfis skip á siglingu. Mynd: NASA / ESA og Hubble Heritage Team

Heimildir

1. Consolmagno, Guy og Davis, M. Dan. 2000. Turn Left at Orion: A Hundred Night Sky Objects to See in a Small Telescope and How to Find them. Cambridge University Press, New York.
2. O'Meara, Stephen James. 1998. Deep-Sky Companions: The Messier Objects. Sky Publishing Corporation, Cambridge, Massachusetts.
3. Messier Object 42. Seds.org. Sótt 3. ágúst 2009.
4. Charles Messier's Original Catalog: M42. Seds.org. Sótt 3. ágúst 2009.
5. News Release: Hubble panoramic view of Orion Nebula reveals thousands of stars. SpaceTelescope.org. Sótt 3. ágúst 2009.
6. The Great Orion Nebula. Sótt 3. ágúst 2009.

Hvernig vitna skal í þessa grein

• Sævar Helgi Bragason (2012). Sverðþokan í Óríon (M42). Stjörnufræðivefurinn. http://www.stjornuskodun.is/alheimurinn/stjornuthokur/sverdthokan-i-orion (sótt: DAGSETNING).