Gwiazdozbiór Oriona - widzieliście go już wiele razy, ale jeszcze ten jeden raz naprawdę warto
Piękno konstelacji Oriona ukazane na jednym zdjęciu o rozdzielczości 2,5 Gpix zachęca do opowieści o burzliwym i dynamicznym świecie gwiazd i mgławic, który znajduje się niedaleko nas. W kosmicznej skali odległości oczywiście.
Do napisania tego materiału skłoniła mnie niesamowita gigapanorama, którą wykonał Matt Harbison. Zdjęcie powstawało wiele lat, głównie ze względu na konieczność stawienia czoła problemom logistycznym i technicznym. Wykonała je osoba, która astrofotografią zajmuje się tylko amatorsko. Fotografia w rozdzielczości 2,5 Gpix pokazuje jest fragment nieba, który kryje w sobie sporo ciekawostek. Fragment znany pod nazwą gwiazdozbioru Oriona. Nie jest to pierwsze tego typu zdjęcie, nie rekordowe pod względem liczby pikseli, podobne znajdziecie w Wikipedii, ale w końcu możemy je sobie swobodnie powiększać. Poza tym ważna jest nie tylko jego zawartość, ale historie do których opowiedzenia zachęca.
Orion czyli najpiękniejszy gwiazdozbiór na niebie i inspiracja dla innych
Orion to jeden z najpiękniejszych i najbardziej charakterystycznych gwiazdozbiorów na niebie. Nazwa została nadana już przez starożytnych Greków, którzy wiązali układy gwiazd na niebie ze swoją mitologią. Dziś posiłkujemy się to nazwą w astronautyce, tak nazwano między innymi pojazd, który ma zabrać ludzi w pierwszą w XXI wieku podróż na Księżyc, a także kinematografii - Orion to nazwa przestępczej organizacji z serialu Star Trek lub niegdyś znanego producenta filmowego, i w życiu codziennym. To jednak określenia wtórne.
Orion przedstawiony przez Jana Heweliusza w jego Uranografii z 1690 roku. Zwróćcie uwagę, że niebo jest tu pokazane z odbiciu lustrzanym w stosunku do tego co widzimy gołym okiem
Gdzie i kiedy zobaczymy Oriona?
Dla większości z nas, i to nie tylko pasjonatów astronomii, ale też tych, którzy okazyjnie spoglądają w niebo, Orion to konstelacja, której nie sposób pomylić z innymi.
Doskonale widać go w Polsce w okresie zimowym. Można podziwiać też jego wschód latem, ale wymaga to wczesnej pobudki. W listopadzie wschodzący Orion jest widoczny w godzinach późnowieczornych (21-22) w kierunku wschodnio-południowym. Pod koniec grudnia o tej samej porze Orion jest wysoko nad horyzontem. A w lutym już po zachodniej stronie nieba.
Linia tworzona przez trzy gwiazdy pasa Oriona przedłużona w kierunku horyzontu ułatwia odnalezienie najjaśniejszej gwiazdy na naszym niebie, czyli Syriusza (źródło: Stellarium)
Orion tworzą gwiazdy, które znajdują się podobnie jak nasze Słońce w niewielkim ramieniu spiralnym Galaktyki o tej samej nazwie. Słońce jest na jego skraju w regionie o deficycie gęstości materii gwiazdowej. Natomiast obiekty znajdujące się w omawianym gwiazdozbiorze koncentrują się w kierunku części ramienia o znacznie wyższej gęstości materii, obszarze bardzo aktywnym gwiazdotwórczo. Dlatego też na tle tego gwiazdozbioru możemy obserwować ciekawe obiekty różnych kategorii.
Pas Oriona i najjaśniejsze gwiazdy układu
Na miejskim niebie najbardziej wybijają się charakterystyczne trzy gwiazdy tak zwanego pasa Oriona i cztery gwiazdy nakreślające sylwetkę mitycznego myśliwego. Dwie z nich to jedne z najjaśniejszych gwiazd widocznych na niebie.
Jedną z tych gwiazd jest Betelgeza, której aktywność w 2019 roku namieszała trochę w głowach astronomom. To czerwony nadolbrzym, czyli gwiazda w późnym stadium ewolucji o masie 18 mas słońca. Kiedyś, być może całkiem niedługo w kosmicznej skali czasu, zmieni się ona w supernową. I to pomimo faktu, że powstała „tylko” 8,5 miliona lat temu. To taka kosmiczna parafraza niezbyt przyjemnego powiedzenia „otyli żyją krócej”. W przypadku gwiazd tak to właśnie jest. Im większa masa, tym szybciej gwiazda przechodzi przez etap normalnego życia i rozpoczyna etap schyłkowy, który różnie się kończy. Słońce nie stanie się supernową, ale też zanim osiągnie etap czerwonego olbrzyma minie jeszcze 5 miliardów lat.
Zdjęcie gwiazdozbioru Orion wykonane kompaktem cyfrowym przy przeciętnych warunkach obserwacyjnych
Druga z gwiazd to niebieski Rigiel. Jego i Betelgezę najlepiej jest pokazywać jako przykład różnych kolorów gwiazd. Rigel to z kolei błękitny nadolbrzym. Mimo zbieżności określeń, jest to gwiazda na innym etapie ewolucji. Podobnie masywna, ale znacznie mniejsza rozmiarowo. Ma średnicę 80 razy większą niż Słońce, ale to ze względu na masę około 23 mas Słońca. Betelgeza ma masę trochę tylko mniejszą, ale średnicę 800 razy większą niż Słońce.
Również inne jasne gwiazdy w Orionie to masywne obiekty. Do czterech gwiazd zarysowujących znaną nam sylwetkę gwiazdozbioru należą jeszcze Bellatrix (9 mas Słońca) i Saif (15 mas Słońca). Te gwiazdy oraz trzy gwiazdy z pasa Oriona to najlepiej widoczne obiekty, które dostrzeżemy nawet przy kiepskiej pogodzie i na niebie zanieczyszczonym miejskim światłem.
Sam gwiazdozbiór jest jednak większy niż jego charakterystyczny kontur. Gołym okiem można dojrzeć tu nawet 120 gwiazd, a oprócz nich także mgławice, które stanowią o niesamowitości tego regionu na niebie. O ile najjaśniejsze gwiazdy odległe są o 200 (Bellatrix) - 900 lat świetlnych (Rigel) od nas, o tyle mgławice leżą jeszcze dalej (najbliższa z nich około 1400 lat świetlnych od Słońca).
Mgławice - piękno, które znacznie trudniej dostrzec niż gwiazdy
W tym momencie przychodzi wam do głowy zapewne Wielka Mgławica w Orionie, która wraz z innymi pobliskimi mgławicami tworzy tak zwany Obłok Molekularny w Orionie. Przy dobrej pogodzie zobaczymy ją jako jasną plamkę poniżej pasa Oriona. Im lepsze warunki obserwacji tym lepiej zarysowuje się jej kształt.
Wspomniany obszar to nie tylko obłok molekularny (a w praktyce dwa obłoki), składający się w większości z cząsteczkowego wodoru, ale także liczne mgławice absorpcyjne (tu światło odleglejszych gwiazd jest pochłaniane), refleksyjne (tu światło gwiazd jest odbijane) i emisyjne (świecenie wynika z pobudzenia gazu w mgławicy). Największe struktury to obszary zjonizowanego wodoru HII o czerwonym odcieniu. Wszystko to przemieszane jest z powstającymi lub już starymi gwiazdami.
Wielka Mgławica w Orionie widziana przez teleskop Spitzera w podczerwieni. W tych długościach fal elektromagnetycznych możemy dobrze spenetrować materię przesłaniającą widok i zajrzeć do wnętrza obiektu
Obiektem, który budzi ogromne emocje wśród początkujących amatorów astrofotografii jest mgławica absorpcyjna Koński Łeb. Być może słyszeliście o nie na lekcjach fizyki. To jak ją widzimy, zawdzięcza podświetleniu materii przez mgławicę emisyjną, która leży jeszcze dalej.
Kiedyś książka ze zdjęciami takich mgławic była dla miłośnika astronomii na wagę złota. Niejednego zainspirowała do rozpoczęcia kariery astronoma. Teraz w internecie mamy zatrzęsienie takich fotografii, dostępnych dla każdego, ale wciąż cieszą one nasze oczy.
Orion w rozdzielczości 2,5 miliarda pikseli
Wśród nich wyróżnia się gigapanorama, na której widać główną część gwiazdozbioru Oriona wraz ze wspomnianymi mgławicami. Na stronie autora można obejrzeć gigapanoramę w pełnej rozdzielczości.
Gdy obrócicie ten obraz o 90 stopni zgodnie z ruchem wskazówek zegara, Orion będzie miał orientację podobną jak ta, którą widzimy zimą na nocnym niebie w Polsce
Normalnie oko ludzkie nie jest w stanie zarejestrować takiego obrazu. Może to zrobić aparat, dzięki połączeniu licznych ekspozycji, wydobyciu z cienia słabych obiektów, uratowaniu blasku tych najjaśniejszych. Najbardziej charakterystyczne na zdjęciu, oprócz gwiazd są:
- mgławica Koński Łeb,
- mgławica Głowa Czarownicy,
- Wielka Mgławica w Orionie,
- Pętla Barnarda, czyli rozciągnięty na tle gwiazdozbioru obłok wodorowy, widoczny w czerwieni,
Te obiekty nie są pokazane z rekordową rozdzielczością i szczegółowością (zasięgiem dostrzeganych jasności). W internecie znajdziemy zdjęcia wspomnianych obiektów, które wyglądają jeszcze lepiej. Jednak w tym przypadku chodzi o co innego. O to, że całe zdjęcie zawiera 2,5 miliarda pikseli (Gpix), pokazuje cały gwiazdozbiór i można je sobie skalować w przeglądarce.
Mgławica Koński Łeb - powiększenie z gigapanoramy
Wielka Mgławica w Orionie. Podobny wycinek nieba co na zdjęciu z kosmicznego teleskopu Spitzer, ale widziany w szerokim spektrum barw
Mgławica Głowa Czarownicy
Wszystkie prace związane ze stworzeniem gigapanoramy zajęły 5 lat. Czy musiało to trwać tak długo? Pewnie nie, ale na obronę jest kilka argumentów. Po pierwsze to gigapanorama, a nie pojedyncze zdjęcie. Po drugie Matt to astrofotograf amator, który pewnie nie miał nieskończonych zasobów i czasu by przygotować zdjęcia do ostatecznego połączenia. Po trzecie, niektóre sesje były powtarzane, gdy pojawiły się lepsze warunki obserwacyjne, by zapewnić tę samą jakość obrazu na całym ujęciu. Samo generowanie panoramy to była już wisienka na torcie. By docenić włożoną w projekt pracę trzeba dużego ekranu, być może nawet w rozdzielczości 8K.
Zdjęcia składowe rejestrowane były kamerami CCD (model QHY 16200) formatu APS-H. To większy sensor niż APS-C, a trochę mniejszy niż pełna klatka. Rozdzielczość takiej monochromatycznej kamery wynosi 16 Mpix.
Kamerę podłączono do teleskopu marki William Optics. Pole widzenia zestawu było trochę mniejsze niż opisywanego przeze mnie 800mm obiektywu Canon. Trudno jednak porównywać oba sprzęty, bo po jednej stronie mamy teleskop z mechaniką i elektroniką dedykowaną obserwacjom nieba, po drugiej sprzęt, który jest wszechstronny, ale ma słabszą optykę i jest sporo tańszy, czego nie da się ukryć.
Czas działa na korzyść astrofotografów
Matt zdecydował się na domową obróbkę danych. Zaczynał ma komputerze w 2015 roku na Mac Pro z dwoma procesorami Intel Xeon i 64 GB pamięci RAM. Kończył w 2020 na pececie z 24-rdzeniowym procesorem AMD z serii Threadripper, który pracuje z 256 GB pamięci RAM. Zmiana platformy sprzętowej to też niejako znak czasów i symbol rosnącej potęgi AMD.
Za pół miliona lat już takiego zdjęcia nie zrobimy
Na koniec jeszcze jedna ciekawostka. Układ gwiazd tworzących gwiazdozbiór Oriona jest układem dynamicznym. Gwiazdy poruszają się w nim w różnych kierunkach, a największym ruchem względem otoczenia z tych ważnych wyróżnia się Betelgeza. Jeśli nic się jej nie stanie w ciągu najbliższych setek tysięcy lat, to i tak „wyleci” ona z układu. Ilustruje to animacja przygotowana przez ESA, w której pokazany jest ruch własny gwiazd. Betelgeza to ta pomarańczowa kropka. Pod koniec wideo, nie ma już jej w kadrze.
Źródło: infwłasna, ESA, fot gwiazdozbioru: Matt Harbison (użyte za zgodą autora)
Więcej na temat astrofotografii:
- Canon EOS Ra - bezlusterkowiec do astrofotografii - idealne rozwiązanie
- Zdjęcie nieba pełne nieporuszonych gwiazd - jak dobrać parametry ekspozycji
- Gigapanorama Centrum Galaktyki - tu nie ma limitu na liczbę pikseli
Komentarze
10Nie byla to zadna ''mitologia'' a prawdziwe wydarzenia. Otoz do starozytnosci Ziemie odwiedzaly zaawansowane technologicznie istoty pozaziemskie dla ktorych podroze kosmiczne byly tak krotkie jak dla nas lot z europy do ameryki!
Te wszystkie ''bostwa'' opisywane w tzw mitologiach a nawet w biblii, koranie i innych ''swietych'' ksiegach byly prawdziwe ale nasi prymitywnie pra przodkowie nierozumieli zaawansowych technologicznie pojazdow kosmicznych czy broni.
Ksiega Ezechiela Biblia.
''Patrzyłem, a oto wiatr gwałtowny nadszedł od północy, wielki obłok i ogień płonący oraz blask dokoła niego, a z jego środka promieniowało coś jakby połysk stopu złota ze srebrem, ze środka ognia.''
Ezechiel opisuje jak statek kosmiczny z migajacymi swiatlami wchodzi w ziemska atmosfere.
''Pośrodku było coś, co było podobne do czterech istot żyjących. Oto ich wygląd: miały one postać człowieka. Każda z nich miała po cztery twarze i po cztery skrzydła. Nogi ich były proste, stopy ich zaś były podobne do stóp cielca; lśniły jak brąz czysto wygładzony. Miały one pod skrzydłami ręce ludzkie po swych czterech bokach. Oblicza i skrzydła owych czterech istot –skrzydła ich mianowicie przylegały wzajemnie do siebie – nie odwracały się, gdy one szły; każda szła prosto przed siebie.”
Ezechiel opisuje opisuje czterech kosmitow w blyszczacych skafandrach.
''Przypatrzyłem się tym istotom żyjącym, a oto przy każdej z tych czterech istot żyjących znajdowało się na ziemi jedno koło. Wygląd tych kół i ich wykonanie odznaczały się połyskiem tarsziszu, a wszystkie cztery miały ten sam wygląd i wydawało się, jakby były wykonane tak, że jedno koło było w drugim. Mogły chodzić w czterech kierunkach; gdy zaś szły, nie odwracały się idąc.”
Ezechiel opisuje wyglad pojazdow ktorych kola obracaly sie w dowolnym kierunku. Niezle jak na prymitywnego czlowieka ktory posluguje sie tylko znanymi mu wyrazami i pojeciami slow.
''Obręcz ich była ogromna; przypatrywałem się im i oto: obręcz u tych wszystkich czterech była pełna oczu wokoło. A gdy te istoty żyjące się posuwały, także koła posuwały się razem z nimi, gdy zaś istoty podnosiły się z ziemi, podnosiły się również koła. Dokądkolwiek poruszał je duch, tam szły także koła; równocześnie podnosiły się z nimi, ponieważ duch życia znajdował się w kołach. Gdy się poruszały [te istoty], ruszały się i koła, a gdy przestawały, również i koła się zatrzymywały: gdy one podnosiły się z ziemi, koła podnosiły się również, ponieważ duch życia znajdował się w kołach.”
Ezechiel opisuje „obrecz” czyli pomieszczenie zalogi statku „oczu dookola”, czyli po prostu okna. Potem kolejny raz opisuje sposob poruszania sie tych pojazdow.
A na koniec Fakt. Członek NASA Josef Blumrich w 1974 roku po analizie slow Ezechiela odtworzyl wyglad pojazdow kosmicznych ktore widzial Ezechiel!
Pozdrawiam.
Tak jeszcze gwoli wyjaśnienia, kamera którą fotografowano gigapanoramę jest monochromatyczna więc do wykonania pełnego kolorowego ujęcia wymaga 3-krotnego naświetlania dla poszczególnych składowych koloru a uwzględniając, że ma tylko 16Mpx i 15% naddatek przy łączeniu zdjęć wychodzi jakieś 540 zdjęć dla tej panoramy.