Trapézium halmaz az Orionban

 

Manapság szezonja van az Orion csillagkép híres nagy ködösségének, ami az asztrofotósok egyik kedvenc célpontja. Kettős csillagász szempontból is érdekes ez a csillagbölcső, ugyanis itt található a Trapézium néven emlegetett többes rendszer. A négy legfényesebb csillagán kívül még 16 kisebb-nagyobb csillagot sorolnak ehhez a rendszerhez, ami már inkább nyílt halmaz, mintsem többes csillagrendszer. Új évi első észlelésemnek választottam ezt fiatal csillagok alkotta formációt. Vezetőképen a halmaz a Hubble űrtávcső felvételén. Forrás: NASA.

Történelmi áttekintés

A halmaz már Gallileinek is feltűnt, 1614 február 4-én három csillagát (A,C,D) rögzítette vázlatfüzetében, viszont az őket rejtő köd elkerülte figyelmét. 1673-ban már több észlelő munkája eredményeként a B csillagot is felvették a halmaz tagjai közé, majd a XIX. század végére már szinte a halmazt alkotó, és távcsővel még észlelhető 20 csillagot azonosították.  Még napjainkban is bukkannak rá szakcsillagászok néhány új tagra, de ezek inkább a spektroszkópiai osztályba sorolhatók, vizuálisan már nem láthatók. 

Jómagam 2016. 03.04-én észleltem először őket. Ekkor ezt jegyeztem fel a naplómba: "Gyönyörű és lenyűgöző látvány az Orion köd belsejében levő 4 csillag. Ha az ember teljesen tájékozatlan lenne, akkor is feltűnne, hogy ezek összetartoznak. Színük kékes, fényességük különböző, A:5 mg, B,C:6,5 mg, D:7,5 mg. Trapéz alakban látszanak. AB PA:45°, sep:10", AC:PA:300° sep:15"; AD:330° sep:15". Több csillagot nem sikerült meglátnom a környékükön. Érdekes a köd szerkezete is. A Trapéziumtól lefelé, kelet felé egy sötét köd nyúlik be, mely aztán DK-ÉNY irányban is folytatódik egy keskeny sávban. Délen egy ovális alakú fekete rész szakítja meg a ködöt, amely egyébként halványan az egész LM-ben érzékelhető. A legfényesebb a Trapézium környékén, a LM-ben DK-ÉNY irányban hullámvonalban húzódik végig. A ködben sajnos egyéb szerkezetet nem tudok kivenni, még szűrővel sem, mert az Orion már eléggé nyugaton van és Esztergom fényei elmossák a részleteket. Egyébként már ezért a látványért megérte ma este kitelepülni az ég alá. Megjegyzés: Eltértem a katalógus jelölésektől. Én a legfényesebbet vettem A-nak a leghalványabbat D-nek.

Az észleléshez rajzot is készítettem:

2016-os rajzos észlelésem a Trapéziumról.

A halmazt alkotó csillagok

A halmaznak otthont adó Orion köd "hivatalos neve" NGC 1976, amatőrcsillagászok M 42 néven emlegetik. A csillagokat Theta1 Ori, vagy 41 Ori néven katalogizálták. Kettős csillagász körökben STF 748 felfedező néven emlegetik, a WDS-ben 05353-0523 jelzéssel találhatjuk meg. Égi J2000 koordinátái: 05h 35m 15.82s -05° 23' 14.3".

Szokásommá vált, hogy nem elégszem meg csupán a látvánnyal, illetve a mérésekkel, hanem szeretném tudni, miféle csillagok alkotják az éppen aktuálisan észlelt párost. Most csak a fényképen látható négy tagról gyűjtöttem adatokat. Ehhez a Gaia műhold DR3 adatbázist használom. Ezekből az adatokból már a csillagok sok fizikai jellemzőjét lehet megállapítani. A következő táblázatban foglaltam össze ezeket:

Csillagok állapothatározói

Ezek alapján már a HRD-re is el tudom helyezni őket, amint a következő képen is látható.

Csillagaink helyzete a HRD-n.

Jól látható, hogy a mi Napunknál jóval nagyobb, fiatal B típusú csillagok alkotják a halmazt, melyek a HRD óráságának környékén tanyáznak. Csillagászok az életkorukat ~300 000 évre becsülik.  Készítettem egy összehasonlító ábrát, hogy ezeket a méreteket könnyebben el tudjuk képzelni. Az ábrán a jobb felső sarokban a mi Napunk látható.

A csillagok összehasonlítása a Nappal.

A Trapézium, mint többes rendszer

A szilveszter/újév estéjén a Mayhillben (USA) levő T19 430/2938 CDK távcsővel  az alábbi képet készítettem 60 s integrációs idővel. A képen a kontrasztot visszavettem, hogy a köd eltünjön és a csillagok láthatók legyenek. Azért halványan sejthető a ködösség.

A Trapézium az új évi első fotómon.

Igazából a Trapézium halmazt nem négy, hanem öt fényes csillag alkotja. A fényképen E-vel jelölt tag eltűnik az A komponens pixelei között, csak dudorként érzékelhető. Sajnos ez a dudor nem mindegyik képen kivehető, így az elemzésből ezt a csillagot kihagytam, csak a négy főcsillaggal foglalkoztam.

Első lépésben kimértem a tagok távolságát (szeparáció) és pozíció szögét (PA). Ezeket összehasonlítottam a WDS legutolsó, 2019-es bejegyzésével. A következő táblázat a mérési eredményeket mutatja, a "diff " feliratú oszlopban a WDS bejegyzéstől való eltérés mértékét tüntettem fel.

Mérési eredményeim és eltérések a WDS legutolsó bejegyzésétől.

Az látható, hogy a legnagyobb eltérést a B tag produkálta az eltelt 4 év alatt. A többi tagnál jóval kisebb a változás, ami jelentheti ezen csillagok lassabb keringési sebességét. De vajon ezek a csillagok ténylegesen is kapcsolatban állnak-e egymással, amire a kis látszó távolságok és a nagy tömegük miatt nagy az esély? A WDS egyik esetben sem jelez fizikai kapcsolatot, általában ismeretlen tulajdonságúként jelöli őket.

Ezért kiszámítottam a csillagtömegek ismeretében az elsődleges csillagként jelöltek lehetséges gravitációs határát, valamint a tagok közötti távolságot. Mindkét értéket az éggömbre vetítve kell értelmezni, és nem a valós térben. Az értékek csillagászati egységben vannak megadva.

Elméleti gravitációs határok és projektált távolságok.

Ebből a táblázatból már látható, hogy a vetített távolságok jóval az előre jelzett határokon belül vannak. Ha elemezzük a sajátmozgásokat és az Aitken szabályt is figyelembe vesszük biztosan kimondható, hogy a Trapézium halmaz négy csillaga között fent áll fizikai kapcsolat, így ezek a csillagok hatnak egymásra. Vagyis igazi bináris rendszert alkotnak, amint az alábbi táblázatból is kiderül.

Saját mozgások és távolságok elemzése.

A "Harshaw rating" feliratú oszlop minél jobban "tele van", annál nagyobb a valószínűsége a gravitációs kölcsönhatásnak. A "max. sep" oszlopban az Aitken szabály szerint számított maximális szeparációs értéket tüntettem fel. Az utolsó oszlop az Aitken szabály alkalmazásának eredményét jeleníti meg.

Kíváncsiságból megnéztem a sebességek viszonyát is. Az egyszerűség kedvéért csak az egyes tagok viszonylatában vizsgáltam ezt a kérdést és nem vettem figyelembe a többi komponens által okozott zavaró tényezőket. Alapvetés volt ebben az esetben, ha a rendszer teljes sebessége kisebb, mint a rendszer szökési sebessége, akkor van gravitációs kötés, amelynek erőssége a két sebesség különbségének nagyságától függ. Ha ez kicsi, akkor a kettőst egy külső erőhatás könnyedén "szét tudja szakítani". A következő táblázat erre ad választ:

Szökési és teljes sebességek, keringési idők és a pályák feltételezett alakjai.

Ezek az adatok csak megerősítik az előbbi feltételezést a gravitációs kapcsolatról. Az is látható, hogy a kötés erőteljes, valószínű a csillagok életének végéig fent marad.

Ha valaki legközelebb az Orion ködöt fotózza, remélem majd gondol a mélyén rejtőző kék óriásokra is.

Minden amatőrcsillagász kollégának észlelésekben gazdag új esztendőt kívánok!