Hvor er det koldeste sted i universet? Lige nu betragter astronomer ”Boomerang-tågen” som ærerne. Det gør det endnu koldere end pladsens naturlige baggrundstemperatur! Hvad gør det mere frit end den svimlende efterglød fra Big Bang? Astronomer bruger kræfterne i Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) -teleskopet for at fortælle os mere om dets kølige egenskaber og usædvanlige form.
"Boomerang" er forskellig hele vejen rundt. Det er endnu ikke en planetarisk tåge. Den brændstof lyskilde - den centrale stjerne - er bare ikke varm nok til at udsende de enorme mængder ultraviolet stråling, der lyser op for strukturen. Lige nu er det oplyst af stjernelys, der skinner ud af de omgivende støvkorn. Da den første gang blev observeret i optisk lys af vores jordbaserede teleskoper, syntes nebulaen at være forskudt til den ene side, og sådan fik den sit fantasifulde navn. Efterfølgende observationer med Hubble-rumteleskopet afslørede en timeglasstruktur. Indtast nu ALMA. Med disse nye observationer kan vi se, at Hubble-billederne kun viser en del af, hvad der sker, og de dobbeltlober, der blev set i de ældre data, var sandsynligvis kun et ”trick of the light”, som blev præsenteret af optiske bølgelængder.
"Dette ultrakoldt objekt er ekstremt spændende, og vi lærer meget mere om dets sande natur med ALMA," sagde Raghvendra Sahai, en forsker og hovedforsker ved NASAs Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Californien, og hovedforfatter af et udgivet papir i Astrophysical Journal. "Det, der syntes som en dobbelt lob eller 'boomerang' -form fra jordbaserede optiske teleskoper, er faktisk en meget bredere struktur, der ekspanderer hurtigt ud i rummet."
Så hvad foregår derude der gør Boomerang til en sådan cool kunde? Det er udstrømningen, skat. Den centrale stjerne udvides i et frenet tempo og sænker sin egen temperatur under processen. Et godt eksempel på dette er et klimaanlæg. Den bruger ekspanderende gas til at skabe en koldere kerne, og når vinden blæser over den - eller i dette tilfælde den ekspanderende skal - afkøles miljøet omkring det. Astronomer var i stand til at bestemme, hvor cool gassen i tågen er ved at bemærke, hvordan den optog konstanten af den kosmiske mikrobølgebaggrundsstråling: en perfekt 2,8 grader Kelvin (minus 455 grader Fahrenheit).
”Da astronomer kiggede på dette objekt i 2003 med Hubble, så de en meget klassisk‘ timeglas ’-form,” kommenterede Sahai. ”Mange planetariske nebler har det samme udseende med dobbelt lob, som er resultatet af strømme af højhastighedsgas, der bliver bundet sammen fra stjernen. Dyserne udgraverer derefter huller i en omgivende sky af gas, der blev sprøjtet ud af stjernen endnu tidligere i sin levetid som en rød kæmpe. ”
Teleskoper med en skål millimeter bølgelængde så imidlertid ikke tingene det samme som Hubble. I stedet for en mager talje fandt de en fyldigere figur - en "næsten sfærisk strøm af materiale". Ifølge nyhedsmeddelelsen tillader ALMAs hidtil uset opløsning forskere at bestemme, hvorfor der var sådan en forskel i det samlede udseende. Strukturen med dobbelt lob var tydelig, da de fokuserede på fordelingen af kulilte-molekyler, som det ses ved millimeterbølgelængder, men kun mod indersiden af tågen. Ydersiden var dog en anden historie. ALMA afslørede en strakt, kold gassky, der var relativt afrundet. Hvad mere er, forskerne pegede også på en tyk korridor med millimeter-store støvkorn, der omslutter stamfaderstjernen - grunden til, at den ydre sky tog på sig en bowties udseende i synligt lys! Disse støvkerner afskærmede en del af stjernens lys, hvilket tillader blot et glimt af optiske bølgelængder, der kommer fra modsatte ender af skyen.
”Dette er vigtigt for at forstå, hvordan stjerner dør og bliver planetariske tåger,” sagde Sahai. ”Ved hjælp af ALMA var vi ret bogstaveligt og billedligt i stand til at kaste nyt lys over døden til en sollignende stjerne.”
Der er endnu mere ved disse nye fund. Selvom omkredsen af tågen begynder at varme op, er den stadig bare lidt koldere end den kosmiske mikrobølgebaggrund. Hvad kan være ansvarlig? Bare spørg Einstein. Han kaldte det ”den fotoelektriske effekt”.
Original historiekilde: NRAO-nyhedsmeddelelse.
