سردترین منطقه کیهان

برای دهه ها، دانشمندان تلاش کردند تا توضیح دهند که چگونه این ابرهای غیرعادی گازی دمای خود را از فضای خالی سردتر حفظ می کنند؟ اما حالا سرانجام جوابی یافته اند. ستاره ای دیگر، شیرجه ای مرگ بار به قلب در حال مرگ ستارۀ این سحابی زده است. تصور می شد که سحابی بومرنگ، یک سحابی سیاره نما باشد که وارد مرحله ای انتقالی در ستاره رو به مرگ میباشد. این وضعیت به حالتی اشاره دارد که یک پوسته درخشان از گاز یونیزه شده از غول سرخ در حال فروپاشی به اطراف پخش می شود.

پیش بینی می شود که همانگونه که خورشید ما در حال از دست دادن سوخت هیدوژنی خود است، تا چند میلیارد سال دیگر دچار این پروسه شود به این صورت که ابتدا به اندازه یک غول سرخ متورم شده و سپس پوسته خارجی اش شروع به ریزش می کند که در نهایت یک سحابی سیاره نما را شکل میدهد. هسته جدید در معرض نمایش خورشید، به خنک تر شدن و رمبیده شدن ادامه می دهد و تبدیل به کوتوله ای سفید می شود-یک ستاره پایدار بدون سوخت اتمی. بعد از میلیاردها سال ستاره کوتوله سفید تمام گرمای باقی مانده را از دست می دهد و ستاره ای مرده و سرد می شود.

براساس اطلاعات جدید آرایه تلسکوپی آلما- ALMA، در بیابان آتاکاما واقع در شمال شیلی، محققان دریافته اند که سحابی بومرنگ بسیار سرد است. چرا که ستارۀ کوچکتر همزاد ِ خود را به قلب غول سرخ پرتاب کرده و باعث شده تا مادۀ غول سرخ در غالب یک جریان فوق العاده سرد از گاز و غبار از آن خارج شود. این نخستین بار است که دانشمندان توانستند به محاسبه دقیق سن یک سحابی دست یابند. رجموندرا صاحی، ستاره شناس آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا می گوید: این اطلاعات جدید نشان می دهد که بسیاری از پوشش ستاره ای غول پیکر سرخ، با سرعت بسیار زیادی که فراتر از توانایی ستارۀ غول پیکر منفرد است، در فضا پراکنده می شوند. تنها راه بیرون راندن جرم بسیار زیاد با چنین سرعت زیادی، ناشی از انرژی گرانشی دو ستارۀ تعاملی است، که ویژگی های گیج کنندۀ جریان خروجی مافوق سرد را توضیح می دهد.

این جریان خروجی ۱۰ برابر سریع تر از زمانی که ستاره ای تنها گسترش می یابد، میباشد، این جریان با سرعتی بیش از ۱۵۰ کیلومتر در ثانیه جا به جا می شود، و سحابی سیاره‌ نما را درون درجۀ حرارتی به اندازۀ ۱ درجۀ کلوین فرو می برد. برای به دست آوردن درک درستی از این مسأله، صفر درجۀ کلوین به عنوان صفر مطلق شناخته می شود ـ نقطه ای بالقوه که در آن، تمام حرکات ترمودینامیکی متوقف می شوند. این دما حتی از تابش پس زمینه کیهانی نیز سردتر است.( دمای تابش پس زمینه کیهانی ِ بیگ بنگ، و دمای پس زمینۀ طبیعی فضای خالی بطور میانگین ۲.۷۲۵ کلوین یا ۲۷۰.۴- سانتیگراد، است.

ووتر وِلِمینگز، یکی از محققان و ستاره شناسان دانشگاه فن‌آوری چالمرز در سوئد گفت: خواص بی نهایت بومرنگ، ایده های متعارف در مورد چنین تعاملات را به چالش می کشد و یکی از بهترین فرصت ها را ما به جهت آزمودن فیزیک سامانه های دو ستاره ای که شامل یک ستارۀ غول پیکر نیز می شوند را فراهم می سازد. البته، در حالی که تمام اینها شواهدی را که ما از سحابی بومرنگ در اختیار داریم را مشخص می نماید، و به راحتی دمای فوق‌العاده سرد آن را توضیح می دهد، اما دانشمندان باید ستارۀ کوچک درون این سحابی رو نیز بیشتر مد نظر قرار داشته باشند.

چیزی که ما می دانیم این است که سردترین جسم در جهان، نمی تواند برای همیشه این ویژگی را حفظ کند ـ تیم محققان متوجه شدند که این سحابی در حال گرم شدن است ـ و اینکه آنها فکر می کنند می توانیم اجرام دیگری به مانند آن را در جای دیگری از جهان بیابیم. لارس نیمان از رصدخانۀ آلما می گوید: ما این شیء قابل توجه را در دورۀ بسیار ویژه و بسیار کوتاه زندگی اش، دیدیم. این امکان وجود دارد که این نوع ابرهای منجمد ِ کیهانی، در جهان بسیار متداول باشند، اما تنها می توانند این چنین دمای شدید را برای یک مدت ِ نسبتاً کوتاه حفظ نمایند. جزئیات بیشتر این پژوهش در نشریۀ Astrophysical Journal منتشر شده است.