Αστροφυσική, Διάστημα

Το πιο παγωμένο αντικείμενο στο σύμπαν: Το νεφέλωμα Boomerang

Written by Δ.Μ.

Το σύμπαν είναι ένα απέραντο παγοκιβώτιο μέσα στο οποίο υπάρχουν μακρινά “νησιά” αφόρητης θερμότητας. Μέρη που θα μπορούσαν να θεωρηθούν άνετα – ούτε ζεστά ούτε κρύα – είναι τόσο σπάνια που ουσιαστικά δεν υπάρχουν. Φυσικά, ζούμε ευτυχώς σε έναν τέτοιο πλανήτη, το μόνο παράδειγμα πραγματικής μέτριας θερμοκρασίας σε ολόκληρο το γνωστό σύμπαν.

Share

Το σύμπαν είναι ένα απέραντο παγοκιβώτιο μέσα στο οποίο υπάρχουν μακρινά “νησιά” αφόρητης θερμότητας. Μέρη που θα μπορούσαν να θεωρηθούν άνετα – ούτε ζεστά ούτε κρύα – είναι τόσο σπάνια που ουσιαστικά δεν υπάρχουν. Φυσικά, ζούμε ευτυχώς σε έναν τέτοιο πλανήτη, το μόνο παράδειγμα πραγματικής μέτριας θερμοκρασίας σε ολόκληρο το γνωστό σύμπαν.

ColdSpace

Ο πιο ψυχρός χώρος του σύμπαντος: Το Νεφέλωμα Boomerang  έχει θερμοκρασία 1 Kelvin ή –272ο βαθμούς. Είναι 5.000 έτη φωτός μακριά μας και το κεντρικό αστέρι του Νεφελώματος Μπούμερανγκ (το λευκό κεντρικό τμήμα στην εικόνα) εκπέμπει αέριο και σκόνη που μεταφέρει τη θερμότητα μακριά, μειώνοντας έτσι σημαντικά τη θερμοκρασία γύρω από αυτό.

Πριν από λίγο καιρό, ο ίδιος ο χώρος πιστεύαμε ότι βρισκόταν στο απόλυτο μηδέν, τη θερμοκρασία στην οποία τερματίζονται όλες οι ατομικέ ταλαντώσεις, εκτός από ορισμένα κβαντικά φαινόμενα. Επειδή η θερμότητα είναι απλώς η κίνηση των ατόμων, το πιο ψυχρό σημείο μπορεί να είναι εκεί που σταματά όλη αυτή η κίνηση. Αυτό συμβαίνει εξ ορισμού στους –273,15 ° Κελσίου ή 0 kelvin.

Από τη δεκαετία του 1960, γνωρίζουμε ότι μια θερμοκρασία 2,73 Κ (-270.42 Κελσίου) λούζει όλο το σύμπαν, η εναπομένουσα θερμότητα από τη Μεγάλη Έκρηξη. Αυτό σημαίνει ότι μία “ζεστασιά” παραμένει απολύτως παντού. Για να επιτύχετε το απόλυτο μηδέν, δεν θα πρέπει απλώς να απομονώσετε τον εαυτό σας από αυτήν τη διάχυτη κοσμική ακτινοβολία φόντου μικροκυμάτων (CMB), αλλά επίσης να βρείτε έναν τρόπο να απορροφήσετε κάθε κομμάτι της υπόλοιπης ατομικής κίνησης. Τα επίγεια εργαστήρια που χρησιμοποιούν ορισμένες έξυπνες διεργασίες, έχουν επιτύχει τέτοιο τέλειο κρύο (σε ένα δισεκατομμυριοστό του βαθμού Κελβιν). Το πιο κρύο τεχνητό μέρος στο γνωστό σύμπαν βρίσκεται στο εργαστήριο του Wolfgang Ketterle στο MIT.

Όσο για το ψυχρότερο φυσικό μέρος του σύμπαντος, οι επιστήμονες το βρήκαν επίσης. Είναι μια τοποθεσία που, καταπληκτικά, καταφέρνει να είναι πιο ψυχρό από το υπόλοιπο διάστημα. Ένα θερμόμετρο θα διαβάσει λιγότερο από τη θερμοκρασία 2,73 Κ της κοσμική ακτινοβολία CMB. Είναι το Νεφέλωμα Μπούμερανγκ.

Όταν παρατηρούμε το Μπούμερανγκ, βλέπουμε πραγματικά τα πρώτα στάδια ενός πλανητικού νεφελώματος. Κατά ειρωνικό τρόπο, τέτοια αντικείμενα είναι συνήθως εξαιρετικά καυτά επειδή το κεντρικό τους αστέρι είναι συνήθως έντονα μπλε (ο πιο καυτός τύπος αστεριού). Η επιφανειακή θερμοκρασία αυτού του ήλιου είναι 10 φορές μεγαλύτερη από αυτήν του Ήλιου και στέλνει ηλιακή υπεριώδη ακτινοβολία που εκπέμπει προς τα έξω ικανής για να διεγείρει τα γύρω αέρια.

Αλλά το Νεφέλωμα Μπούμερανγκ είναι τόσο νεαρό που εκτοξεύει το αέριο με έντονο ρυθμό. Αυτή η έξαρση όχι μόνο μπλοκάρει τα κοσμικά μικροκύματα που διαφορετικά θα το ζεστάνουν, αλλά επίσης απομακρύνει τη γύρω θερμότητα. Ακόμα και στην κανονική επίγεια ζωή, βλέπουμε παραδείγματα για το πώς το διογκούμενο αέριο έχει σαν αποτέλεσμα την ψυχρότητα – η εκκένωση ενός δοχείου με σαντιγί ή αέριο κάνει αυτό το δοχείο να παγώνει το χέρι σας. 

Στον αστερισμό του Κενταύρου, κάπου 5.000 έτη φωτός μακριά, το νεοσυσταθέν πλανητικό νεφέλωμα επεκτείνεται τόσο γρήγορα που το Boomerang έχει θερμοκρασία μόνο –272 ° C, μόλις 1 ° πάνω από το απόλυτο μηδέν. Αυτό είναι το μόνο γνωστό αντικείμενο του οποίου η θερμοκρασία είναι με φυσικό τρόπο χαμηλότερη από την ακτινοβολία υποβάθρου του σύμπαντος.

Οι αστρονόμοι που χρησιμοποιούν το ραδιοτηλεσκόπιο των 15 μέτρων στο Ευρωπαϊκό Νότιο Παρατηρητήριο της Χιλής έκαναν αυτήν την ανακάλυψη το 1995. Θα ήθελαν να του δώσουν ένα καλύτερο όνομα, καθώς το “Boomerang” δεν φαινόταν να σχετίζεται ούτε με την έννοια του ψυχρού ούτε με την εμφάνιση του αντικειμένου. Η ατυχής αλλά ελκυστική ονομασία του δημιουργήθηκε όταν οι αστρονόμοι Keith Taylor και Mike Scarrott παρατήρησαν το νεφέλωμα 15 χρόνια νωρίτερα χρησιμοποιώντας ένα μικρό τηλεσκόπιο στην Αυστραλία. Το ζευγάρι είδε μόνο τα πιο λαμπερά τμήματα των καμπυλωμένων αερίων του και, ως Αυστραλοί, το ονόμασαν σαν το αυτόχθονο όπλο των Αυστραλών.

Η καλύτερη εικασία για το μέλλον του είναι ότι το Boomerang τελικά θα εξελιχθεί και θα αναπτύξει δομές που θα μοιάζουν με φυσαλίδες. Ταυτόχρονα, το κεντρικό του αστέρι θα υποστεί μια δραματική μεταμόρφωση. Επί του παρόντος, αυτός ο αρχαίος ήλιος εκπέμπει τουλάχιστον 10 φορές περισσότερο υλικό ετησίως από το κανονικό για τα πρώτα στάδια ενός νεογέννητου πλανητικού νεφελώματος. Αυτός ο «άνεμος» φυσάει με ταχύτητα πάνω από 480.000 χλμ / ώρα, μεταφέροντας το αέριο  από το αστέρι που πεθαίνει στο μέσον. Με την πάροδο του χρόνου, αυτό το αστέρι θα πρέπει να μεγαλώσει πολύ πριν τελικά καταρρεύσει και γίνει ένας λευκός νάνος, που είναι το πεπρωμένο όλων των προγονικών πλανητικών νεφελωμάτων. Στη συνέχεια, το τρέχον ακραίο κρύο θα αντικατασταθεί από το ακριβώς αντίθετο. 

Πηγή

About the author

Δ.Μ.

Share