Sternhimmel im Februar: Der Große Orionnebel

Der Nebel ist ein spannendes Objekt, auch wenn der Teleskopanblick eher enttäuschend ist. Interaktive Online-Angebote ermöglichen jedoch faszinierende Entdeckungsreisen.

Was ist vom Orionnebel mit Feldstecher und Teleskop zu sehen?

M42 (Hubble-Weltraumteleskop)
+Abb. 3: M42

"Trapezsterne" und "Fischmund"

In klaren Nächten ist der Orionnebel bereits mit bloßem Auge als kleines Fleckchen im Schwert des Orion zu sehen, das im Feldstecher noch deutlicher hervortritt. Ein kleines Teleskop kann bereits die vier charakteristischen "Trapezsterne" im Zentrum des Nebels auflösen (siehe unten). Die am ehesten erkennbare Nebelstruktur ist der sogenannte "Fischmund". Diese dunkle Gas- und Staubwolke trennt den kleinen nördlichen Teil (M43) vom großen südlichen Teil des Nebels (M42). Abb. 3 zeigt ein Bild dieser Region, das vom Hubble Space Telecope (HST) aufgenommen wurde.

Nachts sind alle Nebel grau!

Bei der Beobachtung sollte man etwas neben den Nebel schauen: Das schwache Licht trifft dann auf Bereiche der Netzhaut, die zwar kein scharfes Bild liefern (der Nebel ist ohnehin nicht "scharf"), dafür aber lichtempfindlicher sind als die Fovea centralis. Die Sehgrube enthält vor allem Sinneszellen vom Zapfen-Typ, die Farben wahrnehmen, aber weniger lichtempfindlich sind. Im Bereich des "peripheren Sehens" dominieren dagegen die viel lichtempfindlicheren Stäbchen.

Zeichnungen bremsen zu hohe Erwartungen

Fotos, die einen prächtigen rot und blau leuchtenden Nebel zeigen, sind vielen Schülerinnen und Schülern bekannt (Abb. 3). Groß ist dann jedoch die Enttäuschung, wenn sie beim Blick durch das Teleskop feststellen, dass nachts nicht nur alle Katzen grau sind. Schwarzweiß-Zeichnungen von Amateurastronomen sind ein probates Mittel, um zu hohen Erwartungen vorzubeugen. Den Lernenden soll klar werden, dass die farbigen Darstellungen nur durch entsprechend lange Belichtungszeiten beim Fotografieren entstehen. Die Dichte der Molekülwolke ist übrigens geringer als die des besten auf der Erde herstellbaren "Hochvakuums" - daher ist es eigentlich erstaunlich, dass man überhaupt etwas sieht!

Struktur des Nebels

Junge, heiße Sterne bringen Gas zum Leuchten

Der Orionnebel ist etwa 1.350 Lichtjahre von der Erde entfernt, sein Durchmesser beträgt um die 30 Lichtjahre. Er ist eines der aktivsten Sternentstehungsgebiete in unserer galaktischen Nachbarschaft. Aus den verdichteten Gaswolken sind auch die vier "Trapezsterne" entstanden, die beim Blick durch ein Spektiv oder Teleskop im Zentrum des Nebels als nadelscharfe Punke zu sehen sind. Diese und andere junge und heiße Sterne ionisieren den interstellaren Wasserstoff und bringen ihn so zum Leuchten. Der Orionnebel gehört somit zu den Emissionsnebeln, die im Gegensatz zu den Reflexionsnebeln selbst Licht emittieren.

Embryonale Sonnensysteme

Die intensive Strahlung der Sterne "verweht" das Gas und den Staub des Nebels, wodurch die heute hohlkugelartig wirkende Nebelgestalt entstand. Die Dynamik dieser Prozesse wird in den faszinierenden Aufnahmen des Hubble-Weltraumteleskops deutlich. Auf der Homepage des Weltraumteleskops können Schülerinnen und Schüler interaktiv auf Entdeckungsreise durch den Nebel gehen. Dabei stoßen sie auch auf so genannte Protoplanetare Scheiben. Aus diesen Gebilden, in deren Zentrum ein junger Stern durch das Gas und den Staub hindurch "glimmt", entstehen wahrscheinlich auch Planeten (Abb. 4).

Protoplanetare Scheiben im Orionnebel (Hubble-Weltraumteleskop)
+ Abb. 4: Protoplanetare Scheiben

M42 und M43 sind nur der sichtbare Teil eines großen Wolkenkomplexes

Der Große Orionnebel ist nur ein Teil einer viel größeren, nicht oder nur schwach leuchtenden interstellaren Gas- und Staubwolke. Zu dieser Wolke gehören auch der bekannte Pferdekopfnebel und "Barnard's Loop", ein schlaufenförmiger und schwach leuchtender Emissionsnebel, der mit dem bloßen Auge nicht zu sehen ist und der sich über das gesamte Sternbild Orion erstreckt.

Aufsuchhilfen

Aufsuchkarte für den Orionnebel (erstellt mit Stellarium)
+Abb. 5: Aufsuchkarte

Der Orionnebel ist zwischen dem "Jakobsstab" und den beiden unteren hellen Sternen des Orion, dem bläulichen Rigel und Saiph, einfach zu finden. Auch in diesem Fall erweist sich die Planetarium-Software Stellarium - ein virtuelles Planetarium für die Schule als attraktives Werkzeug zur Vorbereitung der Beobachtung. Die mit Stellarium erstellte Aufsuchkarte (Abb. 5, Platzhalter bitte anklicken) steht in höherer Auflösung auch zum Download bereit (m42_aufsuchkarte.jpg).

Orionnebel (erstellt mit Stellarium)
+Abb. 6: Zoom

Durch die Verwendung von Stellarium als virtuelles Teleskop kann man sich auch an den Nebel heranzoomen (Abb. 6, Platzhalter bitte anklicken). Stellarium zeigt allerdings eine Darstellung, die eher einem Astrofoto als dem Teleskopanblick entspricht. Die vier Trapezsterne sind in Abb. 6 durch "Überbelichtung" zu einem großen hellen Fleck im Zentrum des Nebels verschmolzen.

Unterrichtsmaterial "Sternhimmel im Februar" zum Download

Spektroskopie an galaktischen Gasnebeln

Die Astronomie-AG des Kopernikus-Gymnasiums in Wissen (Rheinland-Pfalz) hat die Spektren verschiedener galaktischer Gasnebel aufgenommen, unter anderem auch das des Großen Orionnebels. Physikkurse und astronomische Arbeitsgemeinschaften können mithilfe der Materialien der folgenden Unterrichtseinheit das Kalibrieren des Spektrographen nachvollziehen und aus den Bilddateien selbst Spektren extrahieren und auswerten (Abb. 7):

  • Spektroskopie an galaktischen Gasnebeln
    Spektren der Nebel ermöglichen die Untersuchung ihrer chemischen Zusammensetzung und zum Teil sogar Aussagen zur räumlichen Verteilung der Elemente (Sekundarstufe II).
Spektrum des Großen Orionnebels (M 42)
+Abb. 7: Spektrum des Orionnebels
Autor
Avatar Dr. André Diesel

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Die von Lehrer-Online angebotenen Materialien können frei für den Unterricht genutzt und an die eigene Zielgruppe angepasst werden.

In Kooperation mit

Internationales Astronomiejahr 2009

Dieser Unterrichtsvorschlag wurden im Rahmen des Internationalen Astronomiejahrs 2009 (IYA2009) bei Lehrer-Online veröffentlicht.