Trapez (Astronomie)

Das Trapez (auch θ¹-Orionis oder Trapezium Cluster) ist ein offener Sternhaufen im Zentrum des Orionnebels, dessen vier hellsten Komponenten in etwa ein Trapez bilden (θ¹ A–D). Es besteht aus zahlreichen weiteren unterschiedlich hellen Komponenten.

Die schwächeren Komponenten sind (θ¹ E–H^[1]), die in der Mehrzahl jeweils physische Mehrfachsterne sind. Die Trapezsterne sind etwa 1,5 Lichtjahre voneinander entfernt und befinden sich im Zentrum des ca. 1350 Lichtjahre von der Erde entfernten Orionnebels, den sie zum Leuchten bringen.

Das Trapez lässt sich mit dem bloßen Auge als einzelner heller Stern (scheinbare visuelle Helligkeit V=4,65) beobachten. Um alle vier hellen Trapezsterne zu beobachten, wird ein gutes Fernglas benötigt. Auch der Orionnebel selbst ist mit bloßem Auge als Fleckchen (scheinbare visuelle Helligkeit V=4) beobachtbar.

Die Trapezsterne sind die Hauptquelle für die Ionisierung des umgebenden Gases und machen den Orionnebel dadurch sichtbar. Die schweren Trapez-Sterne setzen viel ultraviolette Strahlung frei, welche die Wasserstoffatome des Nebels ionisieren. Die dadurch entstehenden Protonen und Elektronen können wieder zu angeregtem Wasserstoff rekombinieren. Dies geschieht häufig in einem 2-stufigen Prozess. Erst wird das Elektron auf das dritttiefste Energieniveau eingefangen, um dann von dort auf das zweittiefste Energieniveau zu fallen. Dabei wird rotes Licht mit einer Wellenlänge von 656 nm ausgesendet, die berühmte Balmer H-alpha Linie. Aufgrund dieses Effekts wird der Orionnebel auch als Emissionsnebel bezeichnet.

Astronomische Bedeutung

Die Trapezsterne sind relativ jung und haben sich vor etwa 1 bis 2,5 Millionen Jahren^[2] direkt aus dem Material des ca. 24 Lichtjahre durchmessenden Orionnebels gebildet und regen ihn heute durch Ionisation zum Leuchten an. Sie treiben die Gas- und Staubwolke durch ihren Sternwind auseinander und lassen eine sphäroide Aushöhlung entstehen, deren Inneres von der Ionisationsstrahlung erhellt wird und so den von der Erde aus deutlich sichtbaren Teil des Orionnebels bildet.

Die Sterne im Trapez haben Massen bis zu etwa 45 Sonnenmassen.^[2] Der Trapeziumhaufen ist eine jüngere Untergruppe des ca. 20 Lichtjahre durchmessenden Orionnebel-Haufens^[3] (Orion Nebula Cluster, ONC), der aus etwa 3500 Sternen besteht, die sich in einem Abstand von weniger als 10 Lichtjahren Radius um die Trapezsterne befinden.^[4]

Im WDS hat das Trapez die Nummer 05353-0523, im CCDM (Catalog of Components of Double and Multiple Stars) die Nummer 05353-0524.

Die vier hellen Komponenten haben folgende Bezeichner:

θ¹ Ori B ist ein hierarchisches Mehrfachsystem, in dem mindestens sechs Sterne wie folgt einander umkreisen: Ein enges bedeckungsveränderliches Paar B₁ und B₅ wird von B₆ in einem Abstand von etwa 5 AE umkreist. In einem projizierten Abstand von etwa 400 AE befinden sich die Komponente B₄ sowie ein weiteres enges Paar B₂ und B₃. Schema: { {B1 B5} B6 } B4 {B2 B3}. Die sechste Komponente wurde erst 2018 entdeckt und steht daher nicht im WDS-Katalog.

Entdeckungsgeschichte

Im Jahre 1610 richtete der französische Astronom Nicolas Claude Fabri de Peiresc sein Fernrohr auf diese Region.^[8][9] Er gilt heute als Entdecker der diffusen Erscheinung des Orionnebels.^[10]

Dagegen gilt Galileo Galilei als Entdecker von drei der vier Trapezsterne im Inneren des Orionnebels (M42). Seine Beobachtungen schrieb er in seinem Notizbuch nieder. Von den vier Trapezsternen sah er die drei helleren Komponenten A, C und D. Er vermerkte, dass die Komponenten A und D etwa gleich hell sind und zu der Komponente C den gleichen Abstand haben. Ferner liegen die Komponenten A und D so dicht an C, dass sie diese praktisch berühren. Damit war Theta 1 Orionis der erste Stern, der mit einem Teleskop in mehrere Komponenten aufgelöst wurde. Eine Skizze aus Galileis Arbeit findet sich in Christopher Graneys Publikation On the Accuracy of Galileo's Observations.^[11]

Im Jahre 1656 beobachtete der niederländische Astronom Christiaan Huygens den Orionnebel. Aufgrund seiner Zeichnung galt Christiaan Huygens bis ins 19. Jahrhundert als der Entdecker des Orionnebels und des Trapezes. Allerdings sah er – wie bereits Galileo Galilei zuvor – von den eigentlichen Trapezsternen zunächst nur drei. 1673 entdeckte Jean Picard einen vierten Stern im Inneren. Auch Christiaan Huygens bemerkte diesen Stern im Jahre 1684 und nannte später diese Vierergruppe „Trapezium“.

Identifizierung

Das Trapez ist leicht an seiner namensgebenden charakteristischen Form – gebildet von vier relativ hellen Sternen – erkennbar. Diese werden in der Regel als A, B, C und D in der Reihenfolge zunehmender Rektaszension identifiziert. Der hellste der vier Sterne ist C oder Theta1 Orionis C, mit einer scheinbaren Helligkeit von 5,13. Sowohl A und B wurden als Bedeckungsveränderliche identifiziert.

Infrarot-Aufnahmen des Trapezhaufens sind in der Lage die umgebenden Staubwolken zu durchdringen. Dadurch werden weitere Sterne sichtbar. Viele der Sterne im Trapezhaufen besitzen sogenannte Protoplanetare Scheiben aus Gas und Staub.

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  Identifikation/Zuordnung von 5 Trapezsternen Theta 1 Orionis A–E.

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  GRAVITY entdeckt, dass einer der Sterne im Orion-Trapez ein Doppelstern ist.^[12]

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  Identifizierung der Theta 1 und Theta 2 Orionis Sterne.

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  Weitere Identifikation von Sternen im Orionnebel.

Weblinks

Commons: Trapez (Astronomie) – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• Flug in der Orionnebel Videoanimation der Entdeckung eines Doppelsterns mit dem Instrument GRAVITY (2016)
• Theta Orionis, das Trapez im Orionnebel, Informationen zusammengestellt von J. S. Schlimmer
• Camera Orion, Astronomy Picture of the Day, März 2018
• Trapezium: At the Heart of Orion, Astronomy Picture of the Day, August 2018

Einzelnachweise

1. ↑ Die SIMBAD-Datenbank kennt acht Komponenten
2. ↑ ^{a b} S. Simón-Díaz et al.: Detailed spectroscopic analysis of the Trapezium cluster stars inside the Orion nebula. 2006, doi:10.1051/0004-6361:20053066.
3. ↑ Da Rio et al.: The Structure, Dynamics, and Star Formation Rate of the Orion Nebula Cluster. 2014, doi:10.1088/0004-637X/795/1/55.
4. ↑ Lynne A. Hillenbrand: On the stellar population and star-forming history of the Orion Nebula Cluster. 1997, doi:10.1086/118389.
5. ↑ ^{a b} Multiple star systems in the Orion nebula. In: Astronomy & Astrophysics. 620. Jahrgang, 2018, S. A116, doi:10.1051/0004-6361/201833575, arxiv:1809.10376 (englisch). 
6. ↑ vollständige Dokumentation zu Multiple Star Systems in the Orion Nebula
7. ↑ WDS vizier.cds.unistra.fr
8. ↑ Harald Siebert: Die Entdeckung des Orionnebels. Historische Aufzeichnungen aus dem Jahr 1610 neu gesichtet. In: Sterne und Weltraum. Nr. 11, 2010, S. 32–42.
9. ↑ Harald Siebert: Peirescs Nebel im Sternbild Orion—eine neue Textgrundlage für die Geschichte von M42. In: Annals of Science. 66:2, 2009, S. 231–246, doi:10.1080/00033790801968857.
10. ↑ Guillaume Bigourdan: La de’couverte de la ne’buleuse d’Orion par Peiresc. In: Comptes rendus de l’Académie des Sciences. Band 162, 2016, S. 489–490
11. ↑ C. Graney: On the Accuracy of Galileo's Observations. In: Baltic Astronomy. Band 16, S007, S. 443–449, bibcode:2007BaltA..16..443G
12. ↑ GRAVITY entdeckt, dass einer der Sterne im Orion-Trapez ein Doppelstern ist. Abgerufen am 19. September 2016.