How big is Pętla Barnarda?

Pętla Barnarda to ogromny, słaby łuk świecącego gazu wodorowego w gwiazdozbiorze Oriona. Zakrzywia się wokół wschodniej strony Pasa i Miecza Oriona, a jej łuk rozciąga się na około 330 lat świetlnych, licząc od jednego końca do drugiego. Rok świetlny, czyli odległość, jaką światło pokonuje w ciągu roku, to około 9,46 biliona kilometrów. Pętla leży w odległości mniej więcej 1300–1400 lat świetlnych od Ziemi.

Rozmiar

Pętla Barnarda to łuk, czyli brzeg cienkiej powłoki gazu widzianej z boku, więc jej rozmiar to odległość od jednego końca łuku do drugiego. Widziany z Ziemi łuk rozciąga się na około 14 stopni nieba. Ile to wynosi w przestrzeni, zależy od odległości pętli.

W badaniu z 2023 roku przyjęto, że pętla leży w odległości 400 parseków, przy czym parsek to około 3,26 roku świetlnego. Z tej odległości wynika, że 14 stopni nieba to mniej więcej 100 parseków, czyli około 330 lat świetlnych. W badaniu z 2011 roku przyjęto odległość 440 parseków i podano długość 110 parseków, czyli około 360 lat świetlnych. Obie wartości są przybliżone.

Porównania rozmiarów

Na niebie Pętla Barnarda jest około 27 razy szersza niż Księżyc w pełni.
Gdyby Słońce zmniejszyć do rozmiarów piłki do koszykówki, Pętla Barnarda mierzyłaby około 530 000 kilometrów, czyli około 1,4 raza tyle, ile wynosi odległość od Ziemi do Księżyca.
Wielka Mgławica w Kilu, olbrzymi obłok świecącego gazu w Drodze Mlecznej, rozciąga się na około 390–650 lat świetlnych, czyli około 1,2 do 2 razy tyle, ile wynosi długość Pętli Barnarda.
Mgławica Tarantula, położona w Wielkim Obłoku Magellana, jest mniej więcej trzy razy dłuższa niż Pętla Barnarda.
Bąbel Oriona–Erydanu, znacznie większa powłoka gazu wokół gwiazd Oriona, ma około 380 parseków (1240 lat świetlnych) długości, czyli ponad trzy razy więcej niż długość pętli.

Dlaczego świeci

Gorące, masywne gwiazdy w Pasie i Mieczu Oriona wysyłają silne światło ultrafioletowe. Światło to odrywa elektrony od atomów wodoru w pętli, w wyniku czego gaz świeci czerwonym światłem wodoru. Gaz jest ciepły, ma około 6000 kelwinów (około 5700 stopni Celsjusza), ale jest wyjątkowo rzadki. Każdy centymetr sześcienny, czyli sześcian o boku 1 centymetra, zawiera tylko około dwóch wolnych elektronów.

Ponieważ pętla świeci tak słabo, odkryto ją wyłącznie na fotografiach: w 1889 roku W. H. Pickering, a w 1894 roku E. E. Barnard, od którego nazwiska pochodzi jej nazwa. Pętla jest popularnym celem aparatów fotograficznych astronomów amatorów.

Jak powstała pętla

Masywne gwiazdy odpychają otaczający je gaz światłem, wiatrami cząstek, a gdy umierają, także wybuchami supernowych. Przez długi czas uważano, że Pętla Barnarda to jasna wschodnia część Bąbla Oriona–Erydanu. Gwiazdy Oriona wydmuchały go w ciągu milionów lat. W rejonie Oriona w ciągu ostatnich 12 milionów lat mogło wybuchnąć od 10 do 20 supernowych. Niedawne badania sugerują, że pętla jest osobną, mniejszą powłoką zagnieżdżoną wewnątrz większego bąbla.

W badaniu z 2023 roku wykorzystano trójwymiarowe mapy pyłu wokół Oriona. Wynika z niego, że pętla odpowiada dużej wnęce wokół młodej gromady gwiazd o nazwie OBP-B1. Trzy główne obłoki zimnego gazu i pyłu w Orionie, nazywane Orion A, Orion B i Lambda Orionis, leżą na powłoce tej wnęki.

Autorzy badania doszli do wniosku, że pętlę prawdopodobnie ukształtowały światło i wiatry gromady oraz co najmniej jedna supernowa. Dokładne pochodzenie pętli wciąż jest przedmiotem sporów, ponad 130 lat po jej odkryciu.