Orionin sumu: Paljain silmin näkyvä tähtisäiliö

Orionin sumu sijaitsee 1 267 valovuoden päässä Maasta, ja voit silti nähdä sen ilman kaukoputkea. Tämä yhdistelmä tekee siitä poikkeuksellisen: se on lähimpänä planeettaamme sijaitseva massiivisen tähden muodostumisen alue, riittävän lähellä, että sen loiste saavuttaa paljaalla silmällä näkyvän kirkkauden yli tuhannen valovuoden matkalla.

Luetteloidaan nimellä Messier 42 tai M42, sumu sijaitsee Orionin vyön ripussa olevan "miekan" keskellä. Se ei ole vain näkyvä – se on yksi yöllisen taivaan eniten valokuvattuja ja intensiivisesti tutkittuja objekteja, koska se antaa tähtitieteilijöille mahdollisuuden tarkkailla tähti- ja planeetanmuodostusta reaaliajassa riittävän lähellä erottaa yksittäiset tähdet ja levyt pelkän anonyymisen hohdon sijasta.

Tämä artikli tutkii sitä, mikä tekee Orionin sumuista itseään ansaitsemisen tätä huomiota: sen mittakaavaa, sen sisällä olevaa ruuhkaista tähtijoukkoa, raakojen määrän sisäisiä planeettajärjestelmiä, joita tähtitieteilijät ovat siellä löytäneet, ja sen sijaintia paljon suuremman, suurimmaksi osaksi näkymättömän pilvikompleksin sisällä.

Orionin sumu sijaitsee 1 267 valovuoden päässä, mikä tekee siitä lähimpänä maapalloa sijaitsevaa massiivisen tähden muodostumisen aluetta. Tämä läheisyys on juuri syy siihen, miksi siitä on tullut suosikkilaboratorio tähtien synnyn tutkimiselle – missään muualla tähtitieteilijät eivät voi päästä näin lähelle näin suurta säiliötä ja silti nähdä sen selvästi.

M42:n arvioidaan olevan noin 25 valovuoden levyinen, mikä antaa sille Maasta nähtynä noin 1 asteen näennäisen koon. Sumussa on myös todellinen massa tämän koon lisäksi: noin 2000 kertaa Auringon massa, sidottuna kaasuksi, pölyksi ja tähdiksi, jotka siitä kondensoituvat.

Orionin sumu on yksi taivaan kirkkaimmista sumuista ja näkyvä paljaalla silmällä, näennäisellä magnitudilla 4,0. Kirkkaalla, pimeällä yöllä voit erottaa sen Orionin miekan sumeaksi läikäksi ilman mitään optista apua.

Tämän kirkkauden vuoksi sen historia on omituisen myöhäinen. Ei Ptolemaioksen Almagest eikä al-Sufin Kirja kiinteistä tähdistä tallentaneet sitä, vaikka molemmat katalogit luetteloivat muita sumuisia läiskiä taivaalla, eikä Galilei edes maininnut sitä, vaikka oli suuntannut teleskoopinsa täsmälleen tälle taivaanpaikalle vuosina 1610 ja 1617. Sumun hajoitettu, pilvimainen luonne kirjattiin ensimmäisen kerran 26. marraskuuta 1610 ranskalaisen tähtitieteilijän Nicolas-Claude Fabri de Peirescin toimesta käyttäen refraksioteleeskoopia, jonka hänen suojelijansa Guillaume du Vair osti. Paljaalla silmällä näkyvä objekti vaati yli vuosituhannen organisoidun taivaan tarkkailu, jotta se voitaisiin oikein tunnistaa pilvenä eikä tähtena.

Orionin sumun sydämessä on hyvin nuori avoin joukko, joka tunnetaan Trapetsin joukkon nimellä, nimetty neljän kirkkaimman tähdensä muodostaman asterismiksi, pakattuna vain 1,5 valovuoden halkaisijaan. Tämä tiheä ryhmittymä tulvii ympäröivän kaasun riittävällä ultraviolettivaloilla saadakseen koko sumun loistaville.

Trapetsi on vain tiheän ytimen osa jostakin suuremmasta: se on komponentti paljon suuremmasta Orionin sumujoukon assosiaatiosta, noin 2800 tähdestä, jotka on hajallaan 20 valovuoden halkaisijalla. Se on paljon nuoria, gravitaatiolla vuorovaikuttavia tähtiä, joita on pakattu suhteellisen pieneen avaruustilavuuteen, mikä luo dynamiikan sumun kaoottisemmaksi käyttäytymisen taakse.

Tämä ruuhka on seurauksissa. Kaksi miljoonaa vuotta sitten Orionin sumujoukon saattoi olla pakenevan tähtien AE Aurigae, 53 Arietis ja Mu Columbae koti, jotka nyt karkeavat sumuista nopeudella yli 100 km/s (62 mi/s). Johtava selitys on niin väkivaltainen gravitaatioinen kohtaaminen joukossa, että se heittää tähdet näillä nopeuksilla - muistutus siitä, että näin ruuhkainen "säiliö" ei ole kiltti paikka.

Sekoituksessa voi olla jotain vielä massiivisempaa piilossa. Vuoden 2012 paperi ehdotti, että keskisuurten massojen musta aukko, yli 100 kertaa Auringon massa, voisi olla läsnä Trapetsissa - ehdotus, joka tehtiin erityisesti joukkon tähtien joukossa mitatun epätavallisen suuren nopeushajonnan selittämiseksi. Jos vahvistettu, se merkitsisi, että alueen äärimmäisen suuret tähtinopeudet eivät ole vain yksittäisistä lähikohtuuksista, vaan myös piilotetusta, raskaasta esineestä, joka sekoittaa koko joukkoa.

Siirtyessä poispäin Trapetsista ja sumuista kokonaisuutena se on vielä kiireisempi: havainnot ovat paljastaneet noin 700 tähteä eri muodostusvaiheissa Orionin sumun sisällä. Tämä numero on syy siihen, miksi sumu toimii vähemmän yhtenä esineenä ja enemmän kuin tähti-poliklinikka, uusien tähtien ilmaantuessa joka vaiheesta romahtavasta kaasusta täysin muodostuneiden nuorten tähtien kanssa.

Tämä poliklinikka ei pysyä avoimena ikuisesti. Orionin sumussa tänään näkyvien nuorimpien ja kirkkaimpien tähtien arvioidaan olevan alle 300000 vuotta vanhoja, ja kirkkaimmalla niistä voi olla vain 10000 vuotta vanha - silmänräpäytys tähtistandardien mukaan. Noin 100000 vuodessa suurin osa sumun kaasusta ja pölystä heitetään ulos, mikä tarkoittaa, että nyt näkemämme loistava pilvi on väliaikainen vaihe, ei taivaan pysyvä ominaisuus.

Vuonna 1993 Hubble-avaruusteleskoopilla tehty havainnot antoivat ensimmäisen suurimman vahvistuksen protoplaneetaristen kiekkojen läsnäolosta Orionin sumun sisällä - kaasu- ja pölykiekkojen ympärillä nuorten tähtien, joita on sittemmin kutsuttu proplydiksi. Niitä pidetään järjestelminä planeetan muodostumisen varhaisimmissa vaiheissa, käytännössä aurinkokunnan, joiden katsotaan kokoavan itseään.

Siitä ensimmäisestä vahvistuksesta lähtien lukumäärä on noussut: lähes 180 proplydoa on löydetty Orionin sumussa. Kuvat proplydoista muissa tähti-muodostumisaluealueilla ovat harvinaisia, ja Orioni pysyy ainoana alueena, jolla on suuri tunnettu näyte, yksinkertaisesti siksi, että se on riittävän lähellä Maata sen yksityiskohtaisesti ratkaisemiseksi. Seuraava paras paikka ei ole lähellä – NGC 1977:llä on suurin määrä proplydoja, jotka löydettävät Orionin sumun ulkopuolella, ja kyseinen kokonaismäärä on vain 7 vahvistettua. Lähes kaikki mitä tähtitieteilijät tietävät proplydoista populaationa eikä eristäytyneiksi outuuksiksi, tulee tästä yhdestä sumussa.

Yhtä spektakulaarinen kuin se onkin, Orionin sumu on vain kirkkain, näkyvin osa jostakin paljon suuremmasta. Se on osa paljon suurempaa sumua, joka tunnetaan Orionin molekyylipilvikompleksina, joka ulottuu läpi Orionin tähtikuvion ja sisältää Barnardin silmukan, Hevosnaamion sumun, M43, M78 ja Liekin sumun. Kompleksi kokonaisuudessaan on tähti-muodostusala, jonka tähti-ikä vaihtelee 12 miljoonaan vuoteen, ja se ulottuu satojen valovuosien yli – Orionin sumu itse on vain osa, joka on riittävän kirkkaasti valaistu huomaamme sen Maasta.

Suuri osa tästä piilotetusta toiminnasta tapahtuu Orionissa A, jättiläis-molekyylipilvessä, joka sisältää Orionin sumun ja on Auringon paikallisen naapuruston aktiivisin tähti-muodostuma. Viimeisten muutaman miljoonan vuoden aikana noin 3000 nuorta tähti-objektia on muodostunut siellä, mukaan lukien noin 190 protostarsia ja noin 2600 pää-sarjan-edeltäjä tähteä. Orionin sumu, yhtä kirkas kuin onkin, edustaa vain osaa tästä kokonaismäärästä – näkyvä kärki paljon suuremmasta, pääasiassa pimeästä säiliöstä.

• Wikipedia: Orion Nebula
• Wikipedia: Trapezium Cluster
• Wikipedia: Orion molecular cloud complex
• Wikipedia: Proplyd