Theta¹ Orionis C

41 Ori C, HR 1895, HD 37022, SAO 132314, V1016 Ori.

Theta¹ Orionis C (O6pe V) ist ein sehr junger massereicher heisser Stern, der erst vor wenigen hunderttausend Jahren entstanden ist. Er ist der hellste Trapezstern im Orionnebel und der Stern, welcher mit seiner intensiven UV Strahlung das Umfeld ionisiert (HII Region) und dadurch erst den Orionnebel rot aufleuchten lässt (H alpha Rekombinationsemission). Er ist auch einer der wenigen heissen Sterne (O), für die ein Magnetfeld nachgewiesen ist. An diesem Stern gibt es einiges zu erforschen:

  1. Es könnte sich durch die Wirkung des Magnetfelds die Rotation des Sterns verlangsamen. Um das auf der Zeitskala menschlicher Existenz zu erkennen sind langfristig angelegte hochgenaue Messungen der Rotationsgeschwindigkeit erforderlich. Derzeit beträgt die Rotationsperiode 15.426 +- 0.002 Tage.
  2. Theta¹ Orionis C hat einen engen Begleiter. Der Orbit der beiden Sterne ist noch recht ungenau bestimmt. Deshalb sind zusätzliche Radialgeschwindigkeitsmessungen über die lange Periode (10 bis 25 Jahre?) erforderlich.

Auf Anregung und in Zusammenarbeit mit Otmar Stahl messen Berthold Stober und ich systematisch Spektren dieses interessanten Sterns. Diesbezügliche Ergebnisse siehe die Veröffentlichung aus 2008.

Nachfolgend einige empirische Ergebnisse.

Technik:
Teleskop: C14, ohne reducer
Spektrograph: Lhires III, Gitter 2400 g/mm, 40 um Spalt.
Kamera: Sigma 1603 ME, -30°C, 1x1
Datenreduktion: MIDAS/SMS (www.spektros.de) sowie IRIS/VSpec

the1 Ori C ist als hellster Trapezstern im Orionnebel (M42) zu finden.

M42 ist ein besonders heller Emissionsnebel, weshalb im Spektrum von Theta¹ Orionis C Emissionslinien des Nebels zu finden sind. Theta¹ Orionis C bewirkt mit seiner intensiven UV-Strahlung die Ionisierung der HII Region und photoerodiert die umgebende Gas- und Staubwolke.

Die helle senkrechte Linie ist die Abbildung des Spalts im monochromatischen H_alpha-Licht. Entlang des Spalts sind die Nebelemissionen unterschiedlich intensiv und breit (Dopplerverbreiterung durch Turbulenzen im Nebel).

Belichtung: 10 Minuten

Das ausgewertete Spektrum wird dominiert von den intensiven Nebellinien, die dem Kontinuum des Sterns überlagert sind.

Erst bei genauerem Hinsehen erkennt man um die H_alpha-Emissionslinie die rotationsverbreiterte photosphärische Absorption, welche vom Stern stammt.

Die Äquivalentweite der Halpha-Absorption ist mit einer Periode von 15.4 d rotationsmoduliert, wie in unserem Artikel genauer dargelegt wird.

Hier eine Aufnahme vom 26. Dezember 2008:

Der Spektralbereich um 590 nm zeigt ebenfalls eine Emissionslinie des Nebels. Es ist HeI 5876. Gleich rechts davon erkennt man das Na-Dublett (Absorption interstellarer Materie).

Die ausgewertete Aufnahmeserie präsentiert sich wie folgt:

Die beiden scharfen Natriumlinien interstellaren Urpsrungs erscheinen bei 5890 und 5896 Angström. Ihr Profil wird durch das Apparateprofil dominiert (FWHM ca. 0.5 Angström)

Bei 5876 Angström findet sich die rotationsverbreiterte HeI-Absorption (die auf die Sichtlinie projizierte Rotationsgeschwindigkeit des Sterns beträgt am Äquator etwa 110 km/s). In dieser HeI-Absorption ist eine scharfe zentrale Emission des Nebels erkennbar.

Die beiden Linien bei 5901 und 5912 Angström sind CIV-Absorptionen, die neben den starken HeI-Linien typisch für (heisse) O-Sterne sind. Die CIV- Linien eignen sich wegen ihres symmetrischen ungestörten Profils besonders für Radialgeschwindigkeitsmessungen.

Belichtung: 3x1200s
Spektrum auf das Kontinuum normiert.

Hier das Na-Dublett und die benachbarte HeI-Linie aus obigem Spektrum herausvergrößert. Deutlich hebt sich die Nebellinie ( = HeI 5876 in Emission) im Zentrum der rotationsverbreiterten HeI-Absorption ab.

 

Auflösung R = 9700.

Zum Spaß habe ich am 22. März 2010 den Orionnebel (M42) und das Trapez einmal mit meiner CCD-Kamera im Fokus des C14 aufgenommen (4 s Belichtung, fit-Datei hier herunterladbar). Orion stand schon tief im Westen und der Himmel war mit hohen Stratuswolken bedeckt. Aber zum Fotografieren reichte es noch.

Links ist die Aufnahme so dargestellt, dass die helleren Sterne zu lokalisieren sind. Links der Mitte das berühmte Trapez. Der hellste der 4 Sterne ist Theta¹ Orionis C.

Hier sind die Grautöne so abgestimmt, dass auch der Nebel besser zu erkennen ist.
Noch imposanter sieht die Aufnahme aus, wenn sie in Falschfarben dargestellt wird. Nun sind aber einige Schmutzteilchen im optischen Strahlengang meiner Apparatur zu sehen.
In Isophotendarstellung werden Pixel gleicher Intensitäten durch Linien verbunden.