A Boomerang-köd, egy haldokló vörös óriás csillag által létrehozott proto-bolygó-köd (kb. 5000 fényévnyire a Földtől) 1995 óta kényszerítő rejtélyt jelentett a csillagászok számára. Ebben az időben volt, köszönhetően a a jelenleg használaton kívüli, 15 méteres svéd ESO szubmilliméteres távcsövet (SESTI) Chilében, hogy ez a köd az ismert világegyetem leghidegebb tárgyává vált.
És most, több mint 20 évvel később, megtudhatjuk, miért. Egy csillagászok egy csoportja szerint, aki az Atacama nagyméretű milliméter / almilliméter-tömböt (ALMA) használta - amely az Atacama sivatagban található Észak-Chilében - a válaszhoz egy kicsi társsztár lehet, aki belemerül a vörös óriásba. Ez a folyamat eltávolíthatta volna a nagyobb csillag anyagának nagy részét, és ezáltal a hideg gáz és por kifolyhatott volna a folyamatban.
A csapat megállapításai egy „A leghidegebb hely az univerzumban: az ultrahideg kiáramlás és a poros lemezt a Boomerang ködben való megpróbálása” című cikkben jelent meg, amely a közelmúltban jelent meg a Astrophysical Journal. Raghvendra Sahai, a NASA sugárhajtómű-laboratóriumi csillagász vezetésével azt állítják, hogy ennek a gáznak a gyors növekedése okozta olyan hidegvá válást.
Az eredetileg egy csillagászok egy csoportja, amelyet 1980-ban fedeztek fel a Siding Spring Obszervatóriumban található anglo-ausztrál távcsövet használva, ennek a ködnek a rejtélye nyilvánvalóvá vált, amikor a csillagászok észrevették, hogy úgy tűnik, hogy elnyeli a kozmikus mikrohullámú háttér (CMB) fényét. Ez a háttérsugárzás, amely a Nagyrobbanásból maradt energia, biztosítja a tér természetes háttérhőmérsékletét - 2,725 K (–270,4 ° C; –454,7 ° F).
Ahhoz, hogy a Boomerang köd elnyelje ezt a sugárzást, még hidegebbnek kellett lennie, mint a CMB-nek. A későbbi megfigyelések azt mutatták, hogy valójában ez a helyzet, mivel a köd hőmérséklete kevesebb mint K fok (-272,5 ° C; -458,5 ° F). Ennek oka, a közelmúltbeli tanulmány szerint, a központi csillagtól 21 000 AU távolságig terjedő gázfelhővel kapcsolatos (a Föld és a Nap közötti távolság 21-szerese).
A gázfelhő - amely a középső csillag által kibocsátott sugárhajtómű eredménye - körülbelül 10-szer gyorsabban bővül, mint amit egy csillag önmagában képes előállítani. Az ALMA-val végzett olyan mérések elvégzése után, amelyek feltárták a kiáramlás olyan területeit, amelyeket még soha nem láttak (kb. 120 000 AU távolságra), a csoport arra a következtetésre jutott, hogy ez az, ami a hőmérsékletet a háttér-sugárzásnál alacsonyabb szintre vezette.
Azt állítják továbbá, hogy ez annak következménye, hogy a központi csillag a múltban ütközött egy bináris társával, sőt még arra is képesek voltak következtetni, hogy mi volt az elsődleges, mielőtt ez történt. Az elsődleges állításuk szerint egy Vörös óriáság (RGB) vagy a korai-RGB csillag - azaz csillag az életciklusának utolsó fázisában -, amelynek tágulása miatt bináris társát a gravitáció behúzta.
A társsztár végül beleolvadt a magjába, ami megindította a gázkiáramlást. Amint Raghvendra Sahai egy NRAO sajtóközleményben kifejtette:
„Ezek az új adatok azt mutatják, hogy a hatalmas vörös óriáscsillag csillagcsírainak nagy részét az egyetlen, vörös óriáscsillag képességein jóval nagyobb sebességgel robbantották fel az űrbe. Az egyetlen módszer, hogy oly sok embert és ilyen szélsőséges sebességet ürítsen ki két egymással kölcsönhatásba lépő csillag gravitációs energiája, amely magyarázza az ultrahideg kiáramlás rejtélyes tulajdonságait. "
Ezeket az eredményeket az ALMA azon képessége tette lehetővé, hogy pontos méréseket végezzen a köd nagyságáról, életkoráról, tömegéről és kinetikus energiájáról. A kiáramlás mértékének mérése mellett azt is megtudták, hogy ez körülbelül 1050 és 1925 között zajlik. Az eredmények azt is jelzik, hogy a Boomerang-köd napjai, mint az ismert világegyetem leghidegebb tárgyai, számozhatók.
A jövőre nézve a vörös óriáscsillag a központban várhatóan folytatja a bolygó-ködré válás folyamatát - ahol a csillagok külső rétegeiket szétszórják, hogy kiterjedő gázhéjat képezzenek. Ebben a tekintetben várhatóan zsugorodik és felmelegszik, ami felmelegíti a körüli ködöt, és világosabbá teszi.
Mint Lars-Åke Nyman, a chilei Santiago-i Közös ALMA Megfigyelőközpont csillagászja és a cikk szerzője:
„Látjuk ezt a figyelemre méltó tárgyat életének nagyon különleges, nagyon rövid ideig tartó időszakában. Lehetséges, hogy ezek a szuper kozmikus fagyasztók meglehetősen általánosak az univerzumban, de ilyen szélsőséges hőmérsékleteket csak viszonylag rövid ideig tudják fenntartani. "
Ezek az eredmények új betekintést nyújthatnak egy másik kozmológiai rejtélybe, amely az óriáscsillagok és társaik viselkedése. Ha ezekben a rendszerekben a nagyobb csillag létezik a fő szekvencia fázisa, akkor elhasználhatja kisebb társát, és hasonlóképpen „kozmikus fagyasztóvá” válhat. Ebben rejlik az olyan objektumok értéke, mint például a Boomerang köd, amely kihívást jelent a bináris rendszerek kölcsönhatásainak hagyományos elképzeléseire.
Megmutatja a következő generációs eszközök, például az ALMA értékét is. Mivel kiváló optikai képességeikkel és több nagy felbontású információ beszerzési képességükkel képesek megmutatni nekünk néhány soha nem látott dolgot az univerzummal kapcsolatban, amelyek csak az előzetes felfogásunkat képesek megtámadni, ami ott lehetséges.
