How big is Петля Барнарда?

Петля Барнарда — величезна слабка дуга водневого газу, що світиться, у сузір’ї Оріон. Вона огинає зі східного боку Пояс Оріона та його Меч, а сама дуга простягається приблизно на 330 світлових років від кінця до кінця. Світловий рік — це відстань, яку світло проходить за один рік, близько 9,46 трильйона кілометрів. Петля розташована на відстані приблизно від 1 300 до 1 400 світлових років від Землі.

Розмір

Петля Барнарда — це дуга, тобто край тонкої газової оболонки, яку видно збоку, тож її розмір — це відстань від одного кінця дуги до іншого. Із Землі дуга простягається небом приблизно на 14 градусів. Який це розмір у просторі, залежить від того, як далеко розташована петля.

Автори дослідження 2023 року прийняли відстань до петлі рівною 400 парсекам, де парсек — це приблизно 3,26 світлового року. На такій відстані 14 градусів неба відповідають приблизно 100 парсекам, тобто близько 330 світловим рокам. У дослідженні 2011 року використали відстань 440 парсеків і отримали довжину 110 парсеків, або близько 360 світлових років. Обидва значення наближені.

Порівняння розмірів

На небі Петля Барнарда приблизно в 27 разів ширша за повний Місяць.
Якби Сонце зменшили до розміру баскетбольного м’яча, Петля Барнарда мала б у поперечнику близько 530 000 кілометрів, що приблизно в 1,4 раза більше за відстань від Землі до Місяця.
Туманність Кіля, велетенська хмара газу, що світиться, у Чумацькому Шляху, простягається приблизно на 390–650 світлових років, що приблизно в 1,2–2 рази більше за довжину Петлі Барнарда.
Туманність Тарантул у Великій Магеллановій Хмарі приблизно втричі довша за Петлю Барнарда.
Бульбашка Оріон–Ерідан, набагато більша газова оболонка навколо зір Оріона, має довжину близько 380 парсеків (1 240 світлових років), що більш ніж утричі перевищує довжину петлі.

Через що вона світиться

Гарячі масивні зорі в Поясі та Мечі Оріона випромінюють сильне ультрафіолетове світло. Це світло відриває електрони від атомів водню в петлі, і в результаті газ світиться червоним світлом водню. Газ теплий, близько 6 000 кельвінів (близько 5 700 градусів Цельсія), але надзвичайно розріджений. У кожному кубічному сантиметрі, тобто в кубі зі стороною 1 сантиметр, є лише близько двох вільних електронів.

Через те що світіння дуже слабке, петлю знайшли лише на фотографіях: В. Г. Пікерінг у 1889 році та Е. Е. Барнард, на честь якого її названо, у 1894 році. Вона є популярним об’єктом для камер астрономів-аматорів.

Як утворилася петля

Масивні зорі відштовхують газ навколо себе світлом, вітрами з частинок, а коли гинуть, то й вибухами наднових. Петлю Барнарда довгий час вважали яскравою східною частиною Бульбашки Оріон–Ерідан, яку зорі Оріона видували впродовж мільйонів років. За останні 12 мільйонів років в області Оріона могло вибухнути від 10 до 20 наднових. Нещодавні дослідження наводять на думку, що петля є окремою, меншою оболонкою, вкладеною всередину більшої бульбашки.

У дослідженні 2023 року використали тривимірні карти пилу навколо Оріона. З’ясувалося, що петля збігається з великою порожниною навколо молодого скупчення зір під назвою OBP-B1. Три основні хмари холодного газу й пилу в Оріоні, що називаються Оріон A, Оріон B і Лямбда Оріона, лежать на оболонці цієї порожнини.

Автори дослідження дійшли висновку, що форму петлі, імовірно, надали світло й вітри скупчення та щонайменше один вибух наднової. Точне походження петлі досі обговорюють — понад 130 років після її відкриття.