How big is Boucle de Barnard?

La boucle de Barnard est un vaste arc, ténu, de gaz hydrogène lumineux, dans la constellation d'Orion. Elle s'incurve du côté est de la ceinture et de l'épée d'Orion, et son arc s'étend sur environ 330 années-lumière d'un bout à l'autre. Une année-lumière est la distance que parcourt la lumière en un an, soit environ 9,46 billions de kilomètres. La boucle se trouve à environ 1 300 à 1 400 années-lumière de la Terre.

Taille

La boucle de Barnard est un arc, le bord d'une fine coquille de gaz vue de profil ; sa taille correspond donc à la distance entre les deux extrémités de cet arc. Vue depuis la Terre, elle s'étend sur environ 14 degrés du ciel. Sa taille réelle dans l'espace dépend de la distance à laquelle se trouve la boucle.

Une étude de 2023 a retenu une distance de 400 parsecs pour la boucle, un parsec valant environ 3,26 années-lumière. À cette distance, 14 degrés de ciel correspondent à environ 100 parsecs, soit environ 330 années-lumière. Une étude de 2011 a utilisé une distance de 440 parsecs et a donné une longueur de 110 parsecs, soit environ 360 années-lumière. Ces deux valeurs restent approximatives.

Comparaisons de taille

Dans le ciel, la boucle de Barnard est environ 27 fois plus large que la pleine Lune.
Si le Soleil était réduit à la taille d'un ballon de basket, la boucle de Barnard mesurerait environ 530 000 kilomètres de large, soit environ 1,4 fois la distance de la Terre à la Lune.
La Grande nébuleuse de la Carène, un immense nuage de gaz lumineux de la Voie lactée, s'étend sur environ 390 à 650 années-lumière, soit environ 1,2 à 2 fois la longueur de la boucle de Barnard.
La nébuleuse de la Tarentule, dans le Grand Nuage de Magellan, est environ trois fois plus longue que la boucle de Barnard.
La bulle d'Orion-Éridan, une coquille de gaz bien plus vaste autour des étoiles d'Orion, mesure environ 380 parsecs (1 240 années-lumière) de long, soit plus de trois fois la longueur de la boucle.

Ce qui la fait briller

Les étoiles chaudes et massives de la ceinture et de l'épée d'Orion émettent un intense rayonnement ultraviolet. Cette lumière arrache des électrons aux atomes d'hydrogène de la boucle, et le gaz se met alors à briller de la lumière rouge propre à l'hydrogène. Ce gaz est chaud, environ 6 000 kelvins (environ 5 700 degrés Celsius), mais extrêmement ténu : chaque centimètre cube, un cube de 1 centimètre de côté, ne contient qu'environ deux électrons libres.

Comme sa lueur est très faible, la boucle n'a été repérée que sur des photographies : par W. H. Pickering en 1889, puis par E. E. Barnard, qui lui a donné son nom, en 1894. C'est une cible appréciée des astronomes amateurs et de leurs appareils photo.

Comment la boucle s'est formée

Les étoiles massives repoussent le gaz qui les entoure grâce à leur lumière, à des vents de particules et, lorsqu'elles meurent, à des explosions de supernova. On a longtemps pensé que la boucle de Barnard était la partie est, la plus brillante, de la bulle d'Orion-Éridan, soufflée par les étoiles d'Orion au fil de millions d'années. Entre 10 et 20 supernovas ont pu exploser dans la région d'Orion au cours des 12 derniers millions d'années. Des études récentes suggèrent que la boucle est une coquille distincte, plus petite, nichée à l'intérieur de la grande bulle.

Une étude de 2023 s'est appuyée sur des cartes tridimensionnelles de la poussière autour d'Orion. Elle a montré que la boucle correspond à une vaste cavité entourant un jeune amas d'étoiles appelé OBP-B1. Les trois principaux nuages de gaz froid et de poussière d'Orion, nommés Orion A, Orion B et Lambda Orionis, se situent sur la paroi de cette cavité.

L'étude a conclu que la lumière et les vents de cet amas, ainsi qu'au moins une supernova, ont probablement façonné la boucle. Son origine exacte reste débattue, plus de 130 ans après sa découverte.