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Nebulosa de Orión

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Nebulosa de Orión
Datos de observación:
Época J2000
Ascensión recta 05 h 35 m 17,3 s[1]
Declinación -05°23′28″[1]
Distancia 1270±76 al[2]
Magnitud aparente (V) +3,0[3]
Tamaño aparente (V) 65×60 minutos de arco[4]
Constelación Orión
Características físicas
Radio 12 al[5]
Otras características Cúmulo del Trapecio
Otras designaciones Messier 42, M42, NGC 1976, LBN 974

La nebulosa de Orión, también conocida como Messier 42, M42, o NGC 1976, es una nebulosa difusa situada al sur del cintur�n de Ori�n.[6]​ Es una de las nebulosas m�s brillantes que existen y puede ser observada a simple vista sobre el cielo nocturno. Est� situada a 1270 � 76 a�os luz de la Tierra,[2]​ aunque ahora se ha medido su distancia en 1350 a�os luz, y posee un di�metro aproximado de 24 a�os luz. Algunos documentos se refieren a ella como la Gran Nebulosa de Ori�n, y los textos m�s antiguos la denominan Ensis, palabra latina que significa "espada", nombre que tambi�n recibe la estrella Eta Orionis, que desde la Tierra se observa muy pr�xima a la nebulosa.[7]

La nebulosa de Ori�n es uno de los objetos astron�micos m�s fotografiados, examinados e investigados.[8]​ De ella se ha obtenido informaci�n determinante acerca de la formaci�n de estrellas y planetas a partir de nubes de polvo y gas en colisi�n. Los astr�nomos han observado en sus entra�as discos protoplanetarios, enanas marrones, fuertes turbulencias que alcanzan velocidades de 700.000 kil�metros por hora en el movimiento de part�culas de gas y efectos fotoionizantes cerca de estrellas muy masivas pr�ximas a la nebulosa.

Informaci�n general

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La nebulosa de Ori�n forma parte de una inmensa nube de gas y polvo llamada nube de Ori�n, que se extiende por el centro de la constelaci�n de Ori�n y que contiene tambi�n el bucle de Barnard, la nebulosa Cabeza de Caballo, la nebulosa de De Mairan, la nebulosa M78 y la nebulosa de la Flama. Se forman estrellas a lo largo de toda la nebulosa, desprendiendo gran cantidad de energ�a t�rmica, y por ello el espectro que predomina es el infrarrojo.

La nebulosa de Ori�n es una de las pocas nebulosas que pueden observarse a simple vista, incluso en lugares con cierta contaminaci�n lum�nica. Se trata del punto luminoso situado en el centro de la regi�n de la Espada (las tres estrellas situadas al sur del cintur�n de Ori�n), y debajo de la estrella iota de Ori�n (para los habitantes del hemisferio sur terrestre) que los astr�nomos �rabes llamaron Nair al Saif que en espa�ol significa : "La Espada Luminosa". A simple vista, la nebulosa aparece borrosa, pero con telescopios sencillos, o simplemente con prism�ticos, la nebulosa se observa con bastante nitidez.

La nebulosa de Ori�n contiene un c�mulo abierto de reciente formaci�n denominado c�mulo del Trapecio, debido al asterismo de sus cuatro estrellas principales. Dos de ellas pueden observarse como estrellas binarias en noches con poca perturbaci�n atmosf�rica, efecto denominado seeing, lo que hace un total de seis estrellas. Las estrellas del c�mulo del Trapecio acaban de formarse, son muy jóvenes, y forman parte de un masivo cúmulo estelar con una masa calculada en 4500 masas solares dentro de un radio de 2 parsecs llamado cúmulo de la nebulosa de Orión,[9]​ una agrupación de aproximadamente 2000 estrellas y con un diámetro de 20 años luz. Este cúmulo podría haber contenido hace 2 millones de años a varias estrellas fugitivas, entre ellas AE Aurigae, 53 Arietis, o Mu Columbae, las cuales se mueven en la actualidad a velocidades cercanas a los 100 km/s.[10]

Los observadores se han percatado de que la nebulosa posee zonas verdosas, además de algunas regiones rojas y otras azuladas con tintes violetas. La tonalidad roja se explica por la emisión de una combinación de líneas de radiación del hidrógeno, , con una longitud de onda de 656,3 nanómetros. El color azul-violeta es el reflejo de la radiación de las estrellas de tipo espectral O (muy luminosas y de colores azulados) sobre el centro de la nebulosa. El color verdoso supuso un auténtico quebradero de cabeza para los astrónomos durante buena parte de comienzos del siglo XX, ya que ninguna de las líneas espectrales conocidas podía explicar el fenómeno. Se especuló que estas líneas eran causadas por un elemento totalmente nuevo, y a dicho elemento teórico se le acuñó el nombre de «nebulium». Más tarde, cuando ya se poseía mayor profundidad en el conocimiento de la física de los átomos, se llegó a la conclusión de que dicho espectro verdoso era causado por la transición de un electrón sobre un átomo de oxígeno doblemente ionizado. Sin embargo, este tipo de radiación es imposible de reproducir en los laboratorios, ya que depende de un medio con unas características concretas solo existentes en las entrañas del espacio.[11]

Historia

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Dibujo de la nebulosa de Orión realizado por Messier en 1771, publicado en su trabajo Mémoires de l'Académie Royale.

Se ha mencionado un supuesto cuento popular de la cultura maya en que se hablaría sobre una parte del cielo de la constelación de Orión, conocida como Xibalbá.[12]​ En el centro de sus fogones tradicionales quedaba una mancha muy emborronada generada por el fuego, que para ellos representaría la nebulosa de Orión. De ser cierto podría ser una evidencia de que, antes de la invención del telescopio, los mayas ya habrían detectado sobre el cielo una superficie difusa que no consistía simplemente en puntos luminosos como las estrellas.[13]​ Si esta tradición en verdad se remonta a épocas prehispánicas sería un hecho sorprendente, ya que hasta bien entrado el siglo XII no se hace la primera referencia astronómica a su nebulosidad, pues ni Ptolomeo en el Almagesto, ni Al Sufi en el Libro de las estrellas fijas se percataron de ella, a pesar de que sí mencionan otras nebulosas, como la Gran Nebulosa de Andrómeda. Curiosamente, Galileo tampoco menciona absolutamente nada acerca de esta nebulosa, incluso habiendo realizado observaciones telescópicas del cúmulo del Trapecio en la posición donde se encuentra la nebulosa entre 1610 y 1617.[14]​ A causa de todo esto, se ha especulado que el brillo de la nebulosa se ha incrementado al originarse estrellas muy luminosas desde entonces.[15]

El descubrimiento de la nebulosa de Orión se le atribuye al astrónomo francés Nicolas-Claude Fabri de Peiresc, como indican sus escritos de 1610. Cysatus de Lucerna, un astrónomo jesuita, fue el primero en publicar un documento acerca de dichos escritos (aunque algo ambiguo) en un libro que trata sobre un cometa brillante, en 1618. En los años siguientes, varios astrónomos de prestigio descubrieron la nebulosa de forma independiente, incluido Christiaan Huygens en 1658, y cuyo borrador fue el primero en publicarse, concretamente en 1659. Charles Messier se percató de su existencia el 4 de marzo de 1769, observando de paso también tres de las estrellas del cúmulo del Trapecio, aunque el descubrimiento de estas tres estrellas se le atribuye a Galileo en el año 1617, a pesar de que no pudo observar la nebulosa (posiblemente debido al limitado campo de visión de su primitivo telescopio). Charles Messier publicó la primera edición de su catálogo de objetos astronómicos en 1774, aunque en 1771 ya estaba finalizado.[16]​ La nebulosa de Orión fue designada por dicho catálogo como M42, por ser el objeto número 42 de dicha lista en ser descubierto. En 1865, la espectroscopia realizada por William Huggins confirmó el carácter gaseoso de la nebulosa. El 30 de septiembre de 1880 se publicó la primera astrofotografía de la nebulosa de Orión, y un poco más adelante una segunda fotografía mejor que la primera, con 137 minutos de exposición, y ambas obtenidas por el astrónomo Henry Draper.

Nebulosa de Orión a través de un telescopio refractor de focal corta.

En 1902, Vogel y Eberhard descubrieron en el interior de la nebulosa velocidades irregulares, y en 1914 astrónomos de la ciudad francesa de Marsella usaron un interferómetro para detectar variaciones en la rotación y movimientos irregulares. Campbell y Moore confirmaron dichos resultados mediante la utilización de un espectrógrafo, demostrando así las turbulencias del interior de la nebulosa.[17]

Vista panorámica de la nebulosa de Orión. Imagen tomada por el telescopio espacial Hubble en 2006.

En 1931, Robert J. Trumpler se percató de que las estrellas borrosas cercanas al Trapecio formaban un cúmulo, y fue el primero en denominar a dicho objeto con el nombre de cúmulo del Trapecio. Basándose en tipos espectrales y magnitudes, calculó una distancia de 1800 años luz. Este valor arrojaba una cifra tres veces superior a la distancia aceptada en la época, pero es la que más se aproxima al valor actual.[18]

En 1993, el telescopio espacial Hubble observó por primera vez la nebulosa de Orión. Desde entonces, la nebulosa ha sido estudiada y examinada en profundidad en multitud de ocasiones, y las imágenes obtenidas se han utilizado para realizar un modelo detallado de la nebulosa en tres dimensiones. Se han observado y estudiado discos protoplanetarios alrededor de estrellas recién formadas, como también han sido estudiados los poderosos efectos destructivos de los altos niveles de energía ultravioleta provenientes de las estrellas más masivas.[19]

En el año 2005, la cámara avanzada para sondeos del telescopio espacial Hubble tomó la imagen más detallada de la nebulosa que se ha obtenido. Para obtener la imagen, el telescopio tuvo que completar 104 órbitas, y capturar alrededor de 3000 estrellas por debajo de la 23.ª magnitud, incluidas varias enanas marrones y posibles enanas marrones binarias.[20]​ Un año más tarde, un equipo de científicos del telescopio espacial Hubble anunció la primera enana marrón binaria. Dicho sistema binario de enanas marrones se encuentra en la nebulosa de Orión y poseen aproximadamente masas de 0,054 masas solares y 0,034 masas solares respectivamente, con un periodo orbital de 9,8 días. Sorprendentemente, la enana marrón más masiva de las dos es también la menos luminosa.[21]

Estructura

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Las im�genes �pticas revelan nubes de gas y polvo en la nebulosa de Ori�n. La imagen de infrarrojos (derecha) muestra las estrellas de formaci�n reciente brillando en la nebulosa. Cr�dito: C. R. O'Dell-Universidad Vanderbilt, NASA/ ESA.

La nebulosa de Ori�n abarca una regi�n de 10� en el cielo, y contiene nubes interestelares, c�mulos estelares, regiones H II y nebulosas de reflexi�n.

La nebulosa forma una nube casi esf�rica, donde la densidad m�xima se alcanza cerca del punto central.[22]​ La temperatura m�xima es de 10 000 K, pero cerca del borde exterior la temperatura decae dr�sticamente.[23]​ Al contrario que la distribuci�n de densidad, la nube posee velocidades y turbulencias muy diferentes en toda su extensi�n, sobre todo en los alrededores de la regi�n central. Los movimientos relativos en el interior de la nube alcanzan velocidades de 10 km/s, mientras que las variaciones locales llegan a sobrepasar los 50 km/s.

El modelo astron�mico actual de la nebulosa consiste en una regi�n ionizada, con centro en Theta1 Orionis C, la estrella responsable de la mayor parte de la radiaci�n ultravioleta, pues su emisi�n es cuatro veces m�s potente que la segunda estrella m�s brillante, Theta2 Orionis A.[24]​ Alrededor de esta regi�n ionizada, se encuentra una nube de alta densidad de forma c�ncava pero muy irregular, con aglomeraciones de gas en el exterior, las cuales conforman el per�metro de la nube de Ori�n.

Los observadores han puesto nombre a varias facciones significativas de la nebulosa de Ori�n. A la senda oscura que se extiende desde el norte hacia la regi�n brillante se la ha denominado �Boca del Pez�. Las regiones iluminadas de ambos lados reciben el nombre de �Alas�. Existen tambi�n otros rasgos, tales como �La Espada�, �La Estocada� o �La Vela�.[25]​ Hasta ahora ( a�o 2020 ), se han catalogado unos 800 000 objetos celestes, algunos cercanos y otros lejanos como galaxias

distantes, hacia la zona que ocupa Messier 42.

Formaci�n estelar

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Algunos discos protoplanetarios de la nebulosa de Ori�n fotografiados por el telescopio espacial Hubble de la NASA.

La nebulosa de Ori�n es un ejemplo de incubadora estelar, donde el polvo c�smico forma estrellas a medida que se van asociando debido a la atracci�n gravitatoria. Las observaciones de la nebulosa han mostrado aproximadamente setecientas estrellas en diferentes etapas de formaci�n.

Observaciones m�s recientes del Telescopio espacial Hubble han descubierto que la mayor concentraci�n de discos protoplanetarios se encuentra precisamente en la nebulosa de Ori�n,[26]​ revelando ciento cincuenta de estos discos, y se considera que est�n en una fase de formaci�n equivalente a las primeras etapas de formaci�n del sistema solar, lo que prueba que la formaci�n de sistemas solares es muy com�n en el universo. Las estrellas se forman cuando el hidr�geno y otros elementos se acumulan en una regi�n H II del espacio, donde se contraen debido a su propia gravedad. A medida que el gas se colapsa, el agrupamiento central atrae cada vez a m�s part�culas, pues la masa va aumentando, hasta que el gas se calienta a una temperatura suficiente como para convertir la energ�a potencial gravitatoria en energ�a t�rmica. Si la temperatura contin�a aumentando, se inicia un proceso de fusi�n nuclear, dando lugar a una protoestrella. Se dice que una protoestrella ha nacido cuando comienza a emitir suficiente energ�a radioactiva como para compensar su gravedad y frenar el colapso gravitatorio.

Normalmente, cuando la estrella comienza la fusi�n nuclear la nube de material se encuentra a una distancia considerable. Esta nube que rodea a la estrella es el disco protoplanetario de la protoestrella, del cual se podr�n formar los planetas. Observaciones infrarrojas recientes muestran que las part�culas de polvo de estos discos protoplanetarios est�n creciendo, por lo que est�n empezando a formar planetesimales.[27]

Una vez que la protoestrella entra en la secuencia principal, se le clasifica como estrella. Aunque la mayor�a de los discos protoplanetarios pueden formar planetas, las observaciones muestran que una intensa radiaci�n estelar habr�a destruido cualquier disco protoplanetario que se formara cerca del grupo del Trapecio si estos discos tuvieran la misma edad que las estrellas de baja masa del c�mulo.[19]​ Como se observa que los discos protoplanetarios se encuentran muy pr�ximos al c�mulo del Trapecio, se deduce que las estrellas formadas por estos discos son mucho m�s j�venes que el resto de estrellas del c�mulo.

Otro astro llamativo que esconde la "Gran Nebulosa de Ori�n" es la "Estrella de Becklin-Neugebauer (BN)",[28]​ que fue hallada en el a�o 1967, y que solo en el a�o 1995 se descubri� que era una estrella que se desplaza a una alt�sima velocidad. Todav�a no se sabe con certeza que suceso astron�mico puede generar estrellas tan veloces, pero se conjetura que un encuentro gravitacional con otra estrella, o el poderoso empuje provocado por una explosi�n de supernova del tipo II, podr�an ser la causa de estas "estrellas corredoras".

La temperatura promedio en las zonas m�s luminosas de "Messier 42", llega a los 10000 K, pero a medida que nos acercamos a sus zonas perif�ricas, la radiaci�n estelar disminuye fuertemente, y con ello la temperatura; lo que permite la creaci�n de compuestos qu�micos complejos. La riqueza espectral que muestra la "Nebulosa de Ori�n" es impresionante, sobresaliendo algunos compuestos qu�micos muy familiares tales como : agua, mon�xido de carbono, metanol, cianuro de hidr�geno; y mon�xido y di�xido de azufre por dar solo algunos ejemplos.

Efectos de los vientos estelares

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Una vez formadas, las estrellas de la nebulosa emiten un flujo de part�culas cargadas conocido como viento estelar. Las estrellas masivas (tipo OB) y las estrellas j�venes poseen vientos estelares mucho m�s fuertes que los del Sol.[29]​ Este viento forma ondas de choque cuando se encuentra con el gas de la nebulosa, d�ndoles forma. Las ondas de choque de los vientos estelares juegan un papel muy importante en la formaci�n estelar, compactando las nubes de gas y creando densidades no homog�neas que conducen al colapso gravitatorio de la nube.

Existen tres tipos diferentes de choques en la nebulosa de Ori�n. Muchos de ellos son objetos Herbig-Haro:[30]

  • Choques de proa (o bow shock): son estacionarios y se forman cuando dos part�culas de vapor colisionan entre s�. Se encuentran cerca de las estrellas m�s calientes de la nebulosa, donde la velocidad del viento estelar se estima en miles de kil�metros por segundo, y en las zonas exteriores de la nebulosa, donde las velocidades son de varias decenas de kil�metros por segundo. Los choques de proa tambi�n se pueden forman enfrente de los chorros estelares, donde el chorro expulsa part�culas interestelares.
  • Choques de jet: se forman a partir de los chorros de material surgido de las estrellas T Tauri de reciente formaci�n. Estos vapores viajan a cientos de kil�metros por segundo, convirti�ndose en choques cuando impactan sobre cualquier gas estacionario.
  • Choques deformados: son similares a los choques de proa. Se producen cuando los choques de jet impactan sobre gas movi�ndose en contradirecci�n.

La din�mica de los gases de la nebulosa de Ori�n es muy compleja, pero por lo general tienden a salir y a dirigirse hacia la Tierra.[31]​ La gran superficie neutra que se encuentra detr�s de la regi�n ionizada se est� contrayendo bajo su propia gravedad.

Evoluci�n

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Imagen panor�mica del centro de la nebulosa de Ori�n, fotografiada por el telescopio Hubble. La imagen abarca 2,5 a�os luz de lado a lado. El c�mulo del Trapecio se encuentra a la izquierda del centro. NASA/ESA.

En todas las galaxias, incluida la V�a L�ctea, se pueden encontrar nubes interestelares como la nebulosa de Ori�n. Se originan a partir de peque�os c�mulos de hidr�geno fr�o y neutro, mezclado con trazas de otros elementos. Estas nebulosas pueden contener cientos de miles de masas solares y pueden medir varios centenares de años luz. Las fuerzas de gravedad que podrían obligar a la nube a que se colapse son muy pequeñas, y están igualadas debido a la poca presión que ejerce el gas en la nube.

Es posible que, debido a colisiones con un brazo espiral o a interacciones con ondas de choque emitidas por supernovas, los átomos precipiten en moléculas más pesadas, formando H2 o CO entre otras muchas moléculas, lo que da lugar a una nube molecular. Este es el primer paso para la formación de estrellas en la nube, que se producirán en un período de 10-30 millones de años, ya que la región debe pasar por la inestabilidad de Jeans y el gas desestabilizado se colapsa creando discos. El disco se concentra en el núcleo para formar una estrella, que podría estar rodeada por un disco protoplanetario. Este es el estado actual de la nebulosa, con estrellas todavía formándose a partir de nubes moleculares colapsadas. Las estrellas más jóvenes y brillantes que podemos observar en la nebulosa de Orión tienen menos de 300 000 años,[32]​ y la más brillante de todas apenas 10 000 años.

Algunas de estas estrellas colapsadas pueden llegar a ser muy masivas, y pueden emitir grandes cantidades de radiación ultravioleta ionizante. Un ejemplo de esto se puede observar en el cúmulo del Trapecio: con el tiempo la luz ultravioleta proveniente de las estrellas masivas del centro de la nebulosa puede expulsar el gas y polvo que la rodea en un proceso denominado fotoevaporación. Este proceso es el responsable de crear la cavidad interior de la nebulosa, permitiendo así que las estrellas del núcleo sean visibles desde la Tierra.[8]​ La más grande de estas estrellas tiene una vida muy corta y evolucionará convirtiéndose en una supernova.

Dentro de aproximadamente 100 000 años, la mayor parte del gas y del polvo será expulsado. El material que quede sin expulsar formará un cúmulo abierto joven, un cúmulo brillante y estrellas jóvenes rodeadas de tenues filamentos del antiguo cúmulo. Las Pléyades son un ejemplo conocido de un cúmulo abierto de este tipo.

Véase también

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Referencias

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  2. a b Sandstrom, Karin M.; J. E. G. Peek, Geoffrey C. Bower, Alberto D. Bolatto, Richard L. Plambeck (1999). «A Parallactic Distance of 389+24-21 parsecs to the Orion Nebula Cluster from Very Long Baseline Array Observations». The Astrophysical Journal 667 (2). p. 1161-1169. 
  3. Nasa/Ipac Extragalactic Database. «Results for NGC 1976». Consultado el 14 de octubre de 2006. 
  4. Wolfgang Steinicke. «Revised NGC Data for NGC 1976». Archivado desde el original el 17 de diciembre de 2008. 
  5. Desde zonas templadas del hemisferio norte la nebulosa de Orión se ve debajo del cinturón de Orión. Sin embargo, desde las zonas templadas del hemisferio sur la nebulosa aparece sobre él.
  6. Allen, Richard Hinchley (1889). Star Names: Their Lore and Meaning. Dover Publications. ISBN 0-486-21079-0. 
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Enlaces externos

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