How big is Barnards Loop?

Die Barnard-Schleife ist ein riesiger, schwacher Bogen aus leuchtendem Wasserstoffgas im Sternbild Orion. Sie verläuft entlang der Ostseite von Orions Gürtel und Schwert, und ihr Bogen erstreckt sich von einem Ende zum anderen über etwa 330 Lichtjahre. Ein Lichtjahr ist die Strecke, die das Licht in einem Jahr zurücklegt, etwa 9,46 Billionen Kilometer. Die Schleife liegt in einer Entfernung von etwa 1.300 bis 1.400 Lichtjahren von der Erde.

Größe

Die Barnard-Schleife ist ein Bogen, der von der Seite gesehene Rand einer dünnen Gasschale, sodass sich ihre Größe aus der Entfernung von einem Ende des Bogens zum anderen ergibt. Von der Erde aus gesehen erstreckt sich der Bogen über etwa 14 Grad am Himmel. Wie groß das im Raum tatsächlich ist, hängt davon ab, wie weit die Schleife entfernt ist.

Eine Studie aus dem Jahr 2023 ging von einer Entfernung der Schleife von 400 Parsec aus, wobei ein Parsec etwa 3,26 Lichtjahre entspricht. Bei dieser Entfernung entsprechen 14 Grad am Himmel etwa 100 Parsec, also rund 330 Lichtjahren. Eine Studie aus dem Jahr 2011 legte eine Entfernung von 440 Parsec zugrunde und kam auf eine Länge von 110 Parsec, etwa 360 Lichtjahre. Beide Werte sind ungefähre Angaben.

Größenvergleiche

Am Himmel ist die Barnard-Schleife etwa 27-mal so breit wie der volle Mond.
Wäre die Sonne auf die Größe eines Basketballs geschrumpft, wäre die Barnard-Schleife etwa 530.000 Kilometer breit, etwa das 1,4-Fache der Entfernung von der Erde zum Mond.
Der Carinanebel, eine riesige Wolke aus leuchtendem Gas in der Milchstraße, erstreckt sich über etwa 390 bis 650 Lichtjahre, etwa das 1,2- bis 2-Fache der Länge der Barnard-Schleife.
Der Tarantelnebel in der Großen Magellanschen Wolke ist etwa dreimal so lang wie die Barnard-Schleife.
Die Orion-Eridanus-Blase, eine viel größere Gasschale um die Sterne des Orion, ist etwa 380 Parsec (1.240 Lichtjahre) lang, mehr als das Dreifache der Länge der Schleife.

Was sie zum Leuchten bringt

Heiße, massereiche Sterne in Orions Gürtel und Schwert senden starkes ultraviolettes Licht aus. Dieses Licht schlägt Elektronen aus den Wasserstoffatomen der Schleife, sodass das Gas im roten Licht des Wasserstoffs leuchtet. Das Gas ist warm, etwa 6.000 Kelvin (etwa 5.700 Grad Celsius), aber extrem dünn. Jeder Kubikzentimeter, ein Würfel mit 1 Zentimeter Kantenlänge, enthält nur etwa zwei freie Elektronen.

Weil ihr Leuchten so schwach ist, wurde die Schleife erst auf Fotografien entdeckt: 1889 von W. H. Pickering und 1894 von E. E. Barnard, nach dem sie benannt ist. Sie ist ein beliebtes Ziel für die Kameras von Amateurastronomen.

Wie die Schleife entstand

Massereiche Sterne drängen das Gas in ihrer Umgebung mit ihrem Licht, mit Teilchenwinden und, wenn sie sterben, mit Supernova-Explosionen zurück. Die Barnard-Schleife galt lange als der helle östliche Teil der Orion-Eridanus-Blase, die die Sterne des Orion über Millionen von Jahren aufgeblasen haben. In den vergangenen 12 Millionen Jahren könnten in der Orion-Region zwischen 10 und 20 Supernovae explodiert sein. Neuere Studien deuten darauf hin, dass die Schleife eine eigenständige, kleinere Schale ist, die innerhalb der größeren Blase liegt.

Eine Studie aus dem Jahr 2023 nutzte dreidimensionale Karten des Staubs um Orion. Sie ergab, dass die Schleife einer großen Höhlung um einen jungen Sternhaufen namens OBP-B1 entspricht. Die drei Hauptwolken aus kaltem Gas und Staub im Orion, genannt Orion A, Orion B und Lambda Orionis, liegen auf der Schale dieser Höhlung.

Die Studie kam zu dem Schluss, dass Licht und Winde des Haufens sowie mindestens eine Supernova die Schleife wahrscheinlich geformt haben. Mehr als 130 Jahre nach ihrer Entdeckung ist ihr genauer Ursprung noch immer umstritten.