Maglina Orion

„And, when he shall die,

Take him and cut him out in little stars,

And he will make the face of heaven so fine

That all te world will be in love with the night

And pay no worship to the garish sun“

„Romeo and Juliet“ – William Shakespeare[1]

Shakespeare, kao i mnogi drugi umjetnici, ljepotu noćnog neba prepunog zvijezda koristili su kao nepresušnu inspiraciju pri stvaranju svojih dijela. Sada pokušajte zamisliti ljepotu mjesta gdje nastaje mnoštvo zvijezda. U redovima koji slijede povešću vas na putovanje na kome ćemo se upoznati sa jednim takvim mjestom u našoj Galaksiji. Riječ je o maglini Orion (kataloške oznake NGC 1976 i M42), koja je smještena u istoimenom sazviježđu.

Nisu samo umjetnici bili opčinjeni ljepotom noćnog neba. Noćno nebo oduvijek je privlačilo pažnju ljudi, što zbog svoje ljepote, što zbog želje ljudi da saznaju više o objektima koje uočavaju na njemu. Naše putovanje, na kojem ćemo saznati više o ljepotama i karakteristikama magline Orion, započećemo u vrijeme kada je živjela civilizacija Maja u Mezoamerici. Naime, smatra se da su Maje znale za sazviježđe Orion, koje je jedno od najuočljivih sazviježđa na noćnom nebu, kao i za maglinu Orion, koja se nalazi u sazviježđu.

Ovo sazviježđe je dobilo ime po Orionu, lijepom i spretnom lovcu iz grčke mitologije. Raspored zvijezda u ovom sazviježđu podsjeća na lovca za čiji pojasa je obješen mač, koji predstavlja svijetli magličasti objekat – maglinu Orion (slika 1). Sazviježđe Orion vidljivo je širom svijeta, a na sjevernoj hemisferi najbolje se vidi u zimskom periodu, posebno u januaru. Najlakši način da sazviježđe Orion pronađemo na noćnom nebu je da nebo posmatramo kada je vedro i na mjestu gdje nema svjetlosnog zagađenja, ili je ono veoma malo. Tada ćemo lako uočiti tri veoma sjajne zvijezde, koje se nalaze blizu jedna drugoj i skoro su na pravoj liniji. Te zvijezde (Alnitak, Alnilam i Mintaka) predstavljaju Orionov pojas. Dvije sjajne zvijezde na sjeveru predstavljaju Orionova ramena, a dvije na jugu predstavljaju njegova stopala. Najsjajnije među njima su crveni džin Betelgeuse i ogromni plavičasti Rigel. Južno od Orionovog pojas, nalazi se lovčev mač. Taj sjajni magličasti objekat – maglina Orion – nalazi se u centru gotovo pravilnog trouga koga čine zvijezde Saiph, Rigel i Alnitak. Te tri zvijezde za Maje su predstavljale tri kamena u trougaonom ognjištu (koje je bilo karakteristično za njihovu tradiciju), a u središtu ognjišta vatru okruženu dimom je predstavljla maglina Orion.

Slika 1. Ilustracija sazviježđa Orion i crtež lovca Oriona kako su ga Grci zamišljali (lijevo) i slika noćnog neba sa označenim pozicijama zvijezda u Orionovom sazviježđu (desno)

Maje su smatrale da ova maglina, koja je vidljiva golim okom, predstavlja „kosmički oganj stvaranja“. Poređenje magline Orion sa „kosmičkim ognjem stvaranja“ vrlo je prikladno, jer danas znamo da je ova maglina mjesto gde se formiraju nove, veoma tople zvijezde.

Uopšteno, magline predstavljaju oblasti lokalnog zgušnjavanja međuzvjezdane materije i imaju nehomogenu strukturu. Zbog velike raznovrsnosti magline se mogu klasifikovati prema različitim karakteristikama. Prema sjaju magline se mogu podijeliti na tamne i svijetle.

Tamne magline su zgušnjenja hladne međuzvjezdane materije u kojima nema sjajnih zvijezda. Zbog velike koncentracije prašine u njima, ove magline blokiraju sjaj zvijezda koje se nalaze iza njih, pa ih uočavamo kao tamne oblasti (različitih oblika) bez zvijezda. Primjer takve magline je maglina Konjska glava u sazviježđu Orion.

Svijetle magline predstavljaju zgušnjenja međuzvjezdane materije (gasa, prašine…) u kojima su uronjene sjajne zvijezde, a dijele se na refleksione i emisione, prema mehanizmu svijetljenja.

Refleksione magline okružuju ne suviše tople zvijezde (spektralnih klasa od do M). Svijetljenje ove magline javlja se kao posljedica rasijanja svjetlosti tih zvijezda na česticama prašine. Iz tog razloga spektri ovih maglina slični su spektrima zvijezda koje okružuju. Na primer, u jatu Plejade (Vlašići) oko svake zvijezde vidljive golim okom nalazi se refleksiona maglina.

Emisione magline su topla komponenta međuzvjezdane materije i svijetle na račun zvijezda koje su u njima. Spektar magline je emisioni i razlikuje se od spekta zvijezda koje su u njoj. Prema porijeklu dijele se na HII regione, planetarne magline i ostatke supernovih.

Fokusiraćemo se na HII regione jer je Orinova maglina (M42), koja se nalazi u sazviježđu Orion, tipičan primjer takvog regiona. Pa krenimo redom i upoznajmo se ukratko sa istorijom izučavanja Orionove magline.

Maglina Orion u naučnim krugovima pominje se početkom sedamnaestog vijeka. Međutim, tek 1659. godine Christian Huygens počinje detaljnije proučavati ovaj zanimljivi objekat na noćnom nebu i pravi prve njegove crteže. Razvojem tehnologije, mogućnosti posmatranja i proučavanja postaju veće. Charles Messier je napravio detaljniji crtež magline Orion i uvrstio ovu maglinu u svoj katalog pod oznakom M42. Američki astronom Hanry Draper je 1880. godine prvi puta snimio fotografiju magline Orion. Od davne 1880. godine do danas, učinjen je ogroman napredak u razvoju tehnologije, koji je omogućio istraživanja svemira kakva astronomi u vrijeme Drapera nisu mogli ni zamisliti. Današnja tehnologija omogućava nam snimanje fotografija u različitim oblastima talasnih dužina, sa ogromnim brojem detalja koji nam pružaju važne informacije o njenoj strukturi i procesima koji se odvijaju u samoj maglini.

Danas znamo da je maglina Orion udaljena oko 1340 svjetlosnih godina od nas i prostire se na oko 40 svjetlosnih godina i nalazi se u istom spiralnom kraku naše galaksije, kao i Sunce. Njena udaljenost od Zemlje je relativno mala u odnosu na širinu naše galaksije, koja iznosi oko 100 000 svjetlosnih godina. Maglina Orion je nama najbliži veliki region u kome se formiraju zvijezde i u tom smislu naučnicima danas predstavlja laboratoriju u kojoj mogu posmatrati procese formiranja zvijezda i njihovu ranu evoluciju, stvaranje protoplanetarnih diskova itd.

U centralnom dijelu magline nalaze se četiri velike, sjajne zvijezde raspoređene u trapezoidnom obliku, nazvane Trapezium.

Slika 2. Trapezium – četiri centralne zvijezde u maglini Orion

Pored ovih prepoznatljivih zvijezda, u maglini Orion nalaze se velike količine vodonika, prašine i veliki broj mladih zvijezda, od kojih su neke okružene materijalom od kojeg se kreiraju protoplanetarni diskovi. U maglini se nalaze i smeđi patuljci, protozvijezde, čestice leda i prašine, itd.

Dakle, maglinu Orion možemo uvrstiti u emisione magline, odnosno ona spada u HII regione.

HII regioni su najsjajnije forme međuzvjezdane materije, temperatura im je oko 10 000 K. Oni okružuju mlade, veoma tople zvijezde (spektralnih klasa O i ), koje emituju jako zračenje u ultraljubičastoj (UV) oblasti. To jako UV zračenje ima sposobnost jonizacije vodonika. Dakle, samo vrlo tople zvijezde čiji fotoni imaju visoke energije (tj. talasne dužine su im u ultraljubičastom dijelu spektra, tačnije – manje su od 91,2 nm) mogu izvršiti jonizaciju vodonika. Prema tome, magline oko takvih veoma toplih zvijeza sastoje se od jonizovanog vodonika i zato se nazivaju HII regioni. Magline primaju energiju od zvijezda koje su u nju uronjene, a gube je emitujući zračenje u okolni prostor. Udaljavanjem od veoma tople zvijezde jonizacija se smanjuje, jer broj fotona visoke energije opada sa brojem jonizacionih procesa u maglini.

Pri jonizaciji vodonika, dolazi do oslobađanja elektrona. Taj oslobođeni elektron, kada bude zahvaćen od nekog drugog jona, obično biva zahvaćen na nekoj od „viših“ orbitala i u tom slučaju atom je u pobuđenom (ekscitovanom) stanju, jer ima višak energije. Iz tog pobuđenog stanja atom spontano, kaskadno, prelazi na niže energetske nivoe do osnovnog stanja i pri svakom prelazu emituju se fotoni nižih energija (većih talasnih dužina). Tako neprekidno teku procesi fotojonizacije i rekombinacije. Razni spontani prelazi dovode do emisija na različitim talasnim dužinama, pa taj linijski emisioni spektar karakteriše maglinu i razlikuje se od spektra zvijezde u njoj. U spektru svih emisionih maglina javljaju se dvije veoma jake linije u vidljivom dijelu spektra (zelena boja), talasnih dužina 500, 7 nm i 495,9 nm. Pošto dugo nije bilo utvrđeno porijeklo ovih linija, pripisivane su nepoznatom elementu koji je po maglinama (nebulama) nazvan nebulium. Tek 1927. godine I. S. Bowen je utvrdio da ove linije potiču od dvaput jonizovanog kiseonika (OIII), tačnije od prelaza iz metastabilnog stanja u osnovno stanje.

U maglinama su gustine niske i sudari su rijetki, pa je vrijeme između sudara mnogo veće od srednjeg vremena koje elektron provede u metastabilnom stanju. Iz tog razloga u maglinama se spontano dešavaju prelaz iz metastabilnih stanja, uz emisiju linija koje se ne mogu ostvariti u laboratorijama na Zemlji, tzv. „zabranjene linije“. Zbog toga je od izuzetnog značaja za istraživanje maglina Orion, jer je nama najbliži takav region dostupan posmatranju.

Sledeća fotografija magline Orion (slika 3) dobijena je kao kombinacija mnoštva različitih fotografija, snimljenih na različitim talasnim dužinama. Većina korištenih fotografija snimljena je svemirskim teleskopom Hubble (njih 520), ali korištene su i fotografije snimljene sa Zemlje kako bi se upotpunilo posmatranje magline. Narandžasta boja na fotografiji pripisuje se vodoniku, zelena predstavlja kiseonik, a crvena boja predstavlja sumpor, kao i snimke u infracrvenoj oblasti.

Slika 3. Maglina Orion

Maglina Orion, nije samo objekat dubokog neba koji ima značajnu ulogu u naučnim istraživanjima, prvenstveno zbog mogućnosti izučavanja procesa kao što su formiranje zvijezda i njihova rana evolucija, formiranje protoplanetarnih diskova oko zvijezda i sličnih procesa, čije detalje nauka želi u potpunosti razumjeti, nego je to objekat koji je veoma zanimljiv i za astronome amatere i za sve zaljubljenike u ljepote noćnog neba i kosmosa uopšte. Orionova maglina je dio velikog kompleksnog molekularnog oblaka u Orionu koji uključuje i maglinu Plamen (Flame nebula).

Ljepota Orionove magline je veličanstvena i možda je baš to bio jedan od razloga zašto je dobila ime po spretnom lovcu iz grčke mitologije, koga su smatrali najljepšim živim čovjekom. O njegovom životu i smrti postoji više različitih mitova. Po jednoj verziji strijelom ga je ubila Artemida, a po drugoj je preminuo od uboda otrovne škorpije. Zanimljivo je da svaka od tih verzija kaže da je nakon njegove smrti postavljen među zvijezde i da i gore među zvijezdama juri Plejade, dok njega samog progoni Škorpija i da zato sazvježđa Škorpije i Oriona nikada nisu istovremeno vidljiva.

Danijela Lazendić

[1] “A kad umre, ti ga uzmi i istroši

u zvezdice, pa će samoga neba lik

zablstati tako da će ceo svet

zaljubiti se u noć i prestati

da obožava prejako sunce to.”

“Romeo i Julija” – Vilijam Šekspir (Prevod: Živojin Simić i Sima Pandurović)

Literatura: