A tudósokat régóta érdekli a kérdés: milyen hideg van az űrben. Általános szabály, hogy az ottani hőmérséklet nem alacsonyabb, mint az ereklyesugárzás hőmérséklete, amely áthatja az egész Univerzumot. Azonban olyan helyeken, ahol a csillagok meghalnak, a hőmérséklet jóval alacsonyabbra csökkenhet. A tudósoknak sikerült ilyen helyet találniuk a Boomerang bolygó ködében.
A Naptól több mint 149 millió kilométerre fekvő bolygó átlagos hőmérsékletét 300 K-on belül tartják. Meg kell jegyezni, hogy a bolygót még mindig a forró mag melegíti, és ezen kívül légkör hiányában a hőmérsékleti mutatók további 50 K kevesebb. Minél távolabb van egy tárgy a legközelebbi csillagtól, annál hidegebb. Például a Plútón az átlaghőmérséklet csak 44 K. Ilyen sebesség mellett még a nitrogén is megfagy, ami azt jelenti, hogy a föld légköréből gyakorlatilag semmi sem maradna, mert 80 százalék nitrogént tartalmaz. A Naprendszeren kívül, a csillagközi térben sokkal hidegebb van.
Molekuláris felhők úsznak végig a galaxison, az anyag hőmérséklete körülbelül 10-20 K, amely közel áll az abszolút nulla értékhez. A galaxisban már nincs alacsonyabb hőmérséklet, mivel a többi részét a csillagsugárzás egy vagy másik fokig melegíti.
Az intergalaktikus térben azonban a hőmérséklet még alacsonyabb, mint egy molekuláris felhőben, amely távol áll a sugárforrásoktól. A galaxisokat több millió fényévnyi üresség választja el, és az egyetlen sugárzás, amely az űr minden sarkába eljut, a mikrohullámú háttérsugárzás, amely az ősrobbanásból maradt meg. A reliktív sugárzás hullámai miatt az intergalaktikus tér hőmérséklete nem csökken 2,73 K alá. Első pillantásra úgy tűnhet, hogy egyszerűen nem lehet hidegebb, de a valóságban ez korántsem így van.
Pontosabban elméletileg lehet hidegebb is. Annak érdekében, hogy az intergalaktikus tér hőmérsékleti mutatói 2,73 K alá süllyedjenek, meg kell várni, amíg az Univerzum kissé tágul. Ez a terjeszkedés már megtörténik - az univerzum körülbelül 770 kilométer / másodperces sebességgel tágul, 3,26 millió fényév alatt. Jelenleg az Univerzum életkora eléri a 13,78 milliárd évet, és amikor kétszer akkora lesz, az ereklyesugárzás csak egy fokkal képes megtartani a hőmérsékletet az abszolút nulla fölött.
A preplanetáris Boomerang-köd hőmérsékleti térképe
És a legváratlanabb hír a tudósoktól: az Univerzum leghidegebb helye már ebben a pillanatban megtalálható, és nem nagyon a Földtől - a Boomerang-ködben, amely csak 5 ezer fényévnyire található bolygónktól.
Promóciós videó:
Ennek a ködnek a közepén egy haldokló csillag található, amely a Naphoz hasonlóan sárga törpe volt a múltban. Ugyanazon spektrális osztály többi csillagához hasonlóan vörös óriássá vált, és egy olyan rendszerbe került, amely egy fehér törpéből és egy körülötte keletkezett preplanetáris ködből keletkezett.
A bolygó ködöt általában a vörös óriás periférikus területeinek maradványainak nevezik, amelyeket a csillag kidobott abban az időszakban, amikor középpontja fehér törpe nagyságúra zsugorodott. De mielőtt a bolygó ködjévé válna, a vörös törpe egy ideig bolygó előtti köddé válik. Abban az esetben, ha minden szükséges körülmény felmerül benne, a köd hőmérsékleti mutatói az Univerzum legalacsonyabb hőmérséklete alá eshetnek. Ravendra Sahai indiai csillagász hasonló következtetésekre jutott, és csapata jóval korábban elkészítette a Boomerang-köd hőmérsékleti térképét, és megbizonyosodott arról, hogy ott valóban nagyon hideg van.
A Boomerang-köd a leghidegebb hely az univerzumban
Fotó: ESA / NASA
A bolygó előtti köd akkor keletkezik, amikor a csillagmagban a hőmérséklet megemelkedik, ugyanakkor a perifériás anyag csak elkezd szétválni. Ez a folyamat a plazmaáramok több kivetésével történik, amelyek a csillaganyag külső rétegében kezdődnek. A kozmikus normák szerint ezek a patakok nagyon rövid ideig - csak néhány ezer évig - léteznek. Feltéve, hogy a patakban lévő plazma gyorsan mozog (és a Boomerang-ködben ez pontosan így van), akkor a csillag anyagvesztesége nagy sebességgel következik be. Ennek az óriási sebességnek köszönhető a ködben azok a régiók, amelyekben a hőmérsékleti index nem haladja meg a 0,5 K-ot, ami lényegesen alacsonyabb, mint az univerzum bármely más helyén található hőmérséklet.
És mindez azért, mert a molekulák hőenergiája kinetikus mozgásenergiává alakul, aminek következtében a levegő lehűl.