Boomerangova mlhovina, protoplanetární mlhovina, která byla vytvořena umírající červenou obří hvězdou (která se nachází asi 5000 světelných let od Země), byla pro astronomy od roku 1995 přesvědčivým tajemstvím. Bylo to díky týmu, který využíval nyní vyřazený 15 metrů švédský dalekohled švédského ESO Submillimetre Telescope (SESTI) v Chile, že tato mlhovina se stala známou jako nejchladnější objekt ve známém vesmíru.
A teď, o 20 let později, možná víme proč. Podle týmu astronomů, který použil Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) - který se nachází v poušti Atacama v severním Chile, může odpověď zahrnovat malou společenskou hvězdu, která se vrhne do červeného obra. Tento proces mohl vypustit většinu hmoty větších hvězd a vytvořit v tomto procesu ultratenký odtok plynu a prachu.
Zjištění týmu se objevila v příspěvku s názvem „Nejchladnější místo ve vesmíru: Probing ultra-cold outflow and Dusty Disk v mlhovině Boomerang“, který se nedávno objevil v Astrofyzikální deník. Vedeni Raghvendrou Sahai, astronomem v laboratoři NASA Jet Propulsion Laboratory, tvrdí, že rychlé rozšíření tohoto plynu způsobilo to, že se stal tak chladným.
Záhada této mlhoviny, která byla původně objevena v roce 1980 týmem astronomů pomocí anglo-australského dalekohledu na observatoři vlečky na boku, se objevila, když astronomové poznamenali, že se zdálo, že absorbuje světlo kosmického mikrovlnného pozadí (CMB). Toto záření pozadí, které je zbytkem energie z Velkého třesku, poskytuje přirozenou teplotu pozadí v prostoru - 2,725 K (-270,4 ° C; -454,7 ° F).
Aby mlhovina Boomerang absorbovala toto záření, muselo být ještě chladnější než CMB. Následná pozorování odhalila, že tomu tak skutečně bylo, protože mlhovina má teplotu nižší než půl stupně K (-272,5 ° C; -458,5 ° F). Důvod pro to podle nedávné studie souvisí s oblakem plynu, který sahá od centrální hvězdy do vzdálenosti 21 000 AU (21 tisíckrát větší vzdálenost mezi Zemí a Sluncem).
Plynný oblak - který je výsledkem trysky vypálené centrální hvězdou - se rozšiřuje rychlostí, která je asi 10krát rychlejší než to, co by jedna hvězda mohla vyrobit sama o sobě. Poté, co provedl měření s ALMA, který odhalil oblasti odtoku, které ještě nikdy nebyly vidět (do vzdálenosti asi 120 000 AU), tým dospěl k závěru, že to je to, co zvyšuje teplotu na nižší úroveň, než je teplota pozadí
Dále tvrdí, že to byl výsledek toho, že se centrální hvězda v minulosti střetla s binárním společníkem, a dokonce dokázali odvodit, jaké bylo primární, než k tomu došlo. Tvrdí, že primární byla větev rudého obra (RGB) nebo raná hvězda RGB - tj. Hvězda v konečné fázi jejího životního cyklu - jejíž expanze způsobila, že její binární společník byl zatažen svou gravitací.
Doprovodná hvězda by se nakonec spojila se svým jádrem, což způsobilo, že začal odtok plynu. Jak vysvětlila Raghvendra Sahai v tiskové zprávě NRAO:
„Tato nová data nám ukazují, že většina hvězdné obálky z masivní červené obří hvězdy byla vystřelena do vesmíru rychlostí daleko za možnosti jediné červené obří hvězdy. Jediný způsob, jak vypustit tolik hmoty a při tak extrémních rychlostech, je z gravitační energie dvou vzájemně se ovlivňujících hvězd, což by vysvětlovalo záhadné vlastnosti ultrachladného výtoku. “
Tato zjištění byla umožněna díky schopnosti ALMA poskytovat přesná měření rozsahu, věku, hmotnosti a kinetické energie mlhoviny. Kromě měření rychlosti odtoku také zjistili, že k tomu dochází přibližně 1050 až 1925 let. Zjištění také ukazují, že dny mlhoviny Boomerang jako nejchladnější objekt ve známém vesmíru mohou být očíslovány.
Očekává se, že se červená obří hvězda ve středu očekává, že bude pokračovat v procesu, kdy se stane planetární mlhovinou - kde hvězdy prolévají své vnější vrstvy a vytvářejí expandující vrstvu plynu. V tomto ohledu se očekává, že se zmenší a zahřeje, což zahřeje mlhovinu kolem ní a učiní ji jasnější.
Jak Lars-Åke Nyman, astronom na Společné observatoři ALMA v Santiagu v Chile a spoluautor na papíře, řekl:
"Tento pozoruhodný objekt vidíme ve velmi zvláštním, velmi krátkém období života." Je možné, že tyto super kosmické mrazničky jsou ve vesmíru docela běžné, ale takové extrémní teploty mohou udržovat pouze relativně krátkou dobu. ““
Tato zjištění by také mohla poskytnout nový pohled na další kosmologické tajemství, kterým je chování obrovských hvězd a jejich společníků. Když větší hvězda v těchto systémech existuje ve své hlavní sekvenční fázi, může spotřebovat svého menšího společníka a podobně se stát „kosmickým mrazákem“. Zde leží hodnota předmětů, jako je mlhovina Boomerang, která zpochybňuje konvenční představy o interakcích binárních systémů.
To také ukazuje hodnotu nástrojů příští generace, jako je ALMA. Vzhledem k jejich vynikajícím optickým schopnostem a schopnosti získat více informací s vysokým rozlišením nám mohou ukázat některé dosud nevídané věci o našem vesmíru, které mohou zpochybnit pouze naše předsudky o tom, co je tam venku možné.
