Orionnebulosan: Stjärnkryssoriet synligt för det blotta ögat

Orionnebulosan ligger 1 267 ljusår från jorden, och du kan fortfarande se den utan teleskop. Denna kombination är vad som gör den ovanlig: det är den närmaste regionen av massiv stjärnbildning till vår planet, tillräckligt nära så att dess glöd når naknögt-synlig ljusstyrka över mer än tusen ljusår av rymd.

Katalogiserad som Messier 42 eller M42, ligger nebulosan i mitten av "svärdet" som hänger från Orions bälte. Det är inte bara synligt – det är en av de mest fotograferade och intensivt studerade objekten på nattehimlen, för det låter astronomer observera stjärn- och planetbildning i realtid, tillräckligt nära för att lösa individuella stjärnor och skivor snarare än bara ett anonymt glöd.

Den här artikeln ser på vad som gör Orionnebulosan själv värd denna uppmärksamhet: dess skala, den överfulla stjärnhopen i den, det rena antalet spädbarnssollsystem som astronomer har hittat där, och dess plats inom ett mycket större, till stor del osynligt molnkomplex.

Orionnebulosan ligger 1 267 ljusår bort, vilket gör det till den närmaste regionen av massiv stjärnbildning till Jorden. Denna närhet är exakt anledningen till att det har blivit favoritlaboratoriet för att studera hur stjärnor föds – ingenstans annars kan astronomer komma så nära ett så stort kryssoriet och fortfarande se det klart.

M42 uppskattas vara cirka 25 ljusår i bredd, vilket ger den en skenbara storlek från jorden på cirka 1 grad. Nebulosan har också verklig massa för att matcha denna storlek: cirka 2 000 gånger solens massa, bunden i gas, damm och de stjärnor som kondenseras från den.

Orionnebulosan är en av de ljusaste nebulosorna på himlen och är synlig för det blotta ögat, med en skenbara magnitud på 4,0. I en klar, mörk natt kan du plocka ut det som en suddig fläck i Orions svård utan någon optisk hjälp.

Med tanke på denna ljusstyrka är dess historia märkligt sen. Varken Ptolemaios' Almagest eller al-Sufis Bok över fasta stjärnor registrerade det, även om båda katalogerna listade andra fläckar av nebulositet på himlen, och Galileo nämnde det inte heller, trots att han riktade sitt teleskop exakt på den himmelsplogen 1610 och 1617. Nebulosans diffusa, molnliknande natur registrerades först den 26 november 1610 av den franske astronomen Nicolas-Claude Fabri de Peiresc, med ett refraktorteleskop köpt av hans mäcen, Guillaume du Vair. Ett föremål synligt för det blotta ögat krävde mer än ett årtusen av organiserad himmelsobservation för att identifieras korrekt som ett moln snarare än en stjärna.

I hjärtat av Orionnebulosan finns en mycket ung öppen stjärnhop känd som Trapezium-klustret, uppkallat efter asterismen som bildas av dess fyra ljusaste stjärnor, packade inom en diameter på bara 1,5 ljusår. Denna täta gruppering är det som översvämmar omgivande gas med tillräckligt ultraviolett ljus för att få hela nebulosan att glöda.

Trapezioid är bara den täta kärnan av något större: det är en komponent i det mycket större Orion Nebula Cluster, en förening av cirka 2 800 stjärnor utspridda över en diameter på 20 ljusår. Det är mycket unga, gravitellt växelverkande stjärnor packade i en relativt liten rymdvolym, vilket skapar dynamiken bakom nebulosans mer kaotiska beteende.

Denna trängsel har konsekvenser. För två miljoner år sedan kan Orion Nebula Cluster ha varit hemmet för de rymande stjärnorna AE Aurigae, 53 Arietis och Mu Columbae, som nu springer bort från nebulosan med hastigheter större än 100 km/s (62 mi/s). Den ledande förklaringen är en nära gravitationell möte inom klustret som är så våldsamt att det kastar stjärnor med dessa hastigheter – en påminnelse om att ett så överfyllt "kryssoriet" inte är en vänlig plats.

Det kan finnas något ännu mer massivt dolt i mixen. En artikel från 2012 föreslog att ett mellanliggande-mass svart hål, mer än 100 gånger solens massa, kan vara närvarande inom Trapezioid – ett förslag gjort specifikt för att förklara den ovanligt stor hastighetsspridning som mätts bland klustrets stjärnor. Om det bekräftas, skulle det betyda att de extrema stjärnhastigheterna i regionen inte bara handlar om enskilda nära möten, utan också om ett dolt, tungt föremål som omrör hela klustret.

Zoomar ut från Trapezioid och nebulosan som helhet är ännu mer fylld: observationer har avslöjat cirka 700 stjärnor i olika bildningsstadier inom Orionnebulosan. Det talet är varför nebulosan fungerar mindre som ett enda objekt och mer som en stjärnfödersal, med nya stjärnor som dyker upp i alla stadier från kollapsande gas till fullt utbildade unga stjärnor.

Denna födersal kommer inte att förblir öppen för alltid. De yngsta och ljusaste stjärnorna synliga i Orionnebulosan idag antas vara mindre än 300 000 år gamla, och den ljusaste av dem kan bara vara 10 000 år gamla – ett ögonblick enligt stjärnstandarder. Inom cirka 100 000 år kommer det mesta av nebulosans gas och damm att kastas ut, vilket betyder att det glödande molnet vi ser nu är en tillfällig fas, inte en permanent egenskap hos himlen.

År 1993 gav observationer med Hubble Space Telescope den första större bekräftelsen av protoplanetariska skivor inom Orionnebulosan – skivor av gas och damm omkring unga stjärnor som sedan dess har kallats proplyds. De betraktas som system i de tidigaste stadierna av planetbildning, effektivt solsystem fångade i handlingen att montera sig själva.

Sedan den första bekräftelsen har räkningen stigit: nästan 180 proplyds har upptäckts i Orionnebulosan. Bilder av proplyds i andra stjärnbildningsregioner är sällsynta, och Orion är fortfarande den enda regionen med ett stort känt urval, helt enkelt för att det är tillräckligt nära jorden för att lösa dem i detalj. Nästa bästa webbplats är inte nära – NGC 1977 har det största antalet proplyds som finns utanför Orionnebulosan, och det totalt är bara 7 bekräftade. Nästan allt som astronomer vet om proplyds som population, snarare än som isolerad nysningar, kommer från denna ena nebulosa.

Så spektakulär som det än är, är Orionnebulosan bara det ljusaste, mest synliga fragmentet av något mycket större. Det är en del av en mycket större nebulosa känd som Orion-molekylmolnkomplexet, som sträcker sig genom hela Orion-stjärnbilden och inkluderar Barnards slinga, Horsehead Nebula, M43, M78 och Flame Nebula. Komplexet som helhet är en stjärnbildningsregion med stjärnaldern upp till 12 miljoner år, och den sträcker sig hundratals ljusår – Orionnebulosan själv är bara den del som är tillräckligt ljus för att vi märker det från jorden.

Mycket av denna dolda aktivitet äger rum i Orion A, det gigantiska molekylmolnet som innehåller Orionnebulosan och är den mest aktiva stjärnbildningsregionen i solens lokala område. Under de senaste få miljoner åren har cirka 3 000 unga stjärnföremål bildats där, inklusive cirka 190 protostjärnor och cirka 2 600 förregisterstjärnor. Orionnebulosan, ljus som den är, representerar bara en bråkdel av det totalt – toppen av isberget för ett mycket större, till stor del mörkt kryssoriet.

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