How big is 巴纳德环?

巴纳德环是猎户座内一道巨大而暗弱的发光氢气弧，环绕在猎户座腰带和猎户之剑的东侧。它从一端到另一端大约跨越 330 光年。光年是光在一年内传播的距离，大约合 9.46 万亿千米。这道弧大约位于距地球 1300–1400 光年的地方。

大小

巴纳德环是一道弧，是一层薄薄的气体壳从侧面看去所呈现出的边缘，因此它的大小指的是弧的一端到另一端的距离。从地球上看，这道弧在天空中跨越大约 14 度。它在空间中实际有多大，取决于这个环离我们有多远。

一项 2023 年的研究采用 400 秒差距作为这个环的距离，秒差距大约等于 3.26 光年。按这个距离换算，天空中 14 度对应大约 100 秒差距，也就是大约 330 光年。一项 2011 年的研究采用了 440 秒差距的距离，得出的长度为 110 秒差距，大约 360 光年。这两个数值都只是近似值。

大小比较

在天空中，巴纳德环的宽度大约是满月时月球宽度的 27 倍。
如果把太阳缩小到一个篮球那么大，巴纳德环的直径就会大约是 53 万千米，相当于地球至月球距离的大约 1.4 倍。
船底座大星云是银河系中一团巨大的发光气体云，跨度大约在 390–650 光年之间，相当于巴纳德环长度的大约 1.2–2 倍。
蜘蛛星云位于大麦哲伦云中，长度大约是巴纳德环的三倍。
猎户-波江气泡是环绕猎户座恒星的一个大得多的气体壳，长度大约为 380 秒差距（1240 光年），是巴纳德环长度的三倍以上。

它为什么会发光

猎户座腰带和猎户之剑中炽热的大质量恒星发出强烈的紫外线。这些紫外线剥离了环中氢原子的电子，气体因此发出氢特有的红光。这些气体温度不算低，大约 6000 开尔文（约合 5700 摄氏度），但极为稀薄：每立方厘米（边长 1 厘米的立方体）中只有大约两个自由电子。

由于光芒极其暗弱，这个环最初只能通过照片才被发现：W. H. 皮克林于 1889 年、E. E. 巴纳德于 1894 年先后在照片中记录下它，这个环正是以巴纳德的名字命名的。如今，它是天文摄影爱好者钟爱的拍摄目标之一。

这个环是如何形成的

大质量恒星会用自身的光和粒子风把周围的气体推开，死亡时还会通过超新星爆炸产生冲击。长期以来，巴纳德环被认为是猎户-波江气泡明亮的东侧部分，而这个气泡正是猎户座的恒星在数百万年间不断吹出的。在过去 1200 万年里，猎户座区域可能发生过 10–20 次超新星爆炸。最近的研究则暗示，这个环其实是嵌套在更大气泡内部、独立存在的一层较小气体壳。

一项 2023 年的研究利用了猎户座周围尘埃的三维分布图，发现这个环与一个年轻星团 OBP-B1 周围的大空腔相吻合。猎户座三大片寒冷气体和尘埃云——猎户座 A、猎户座 B 和猎户座 λ——正位于这个空腔的壳层上。

这项研究认为，正是这个星团发出的光、恒星风，以及至少一次超新星爆炸，很可能共同塑造了这个环。在发现 130 多年后的今天，它确切的成因仍存在争议。