Forskere har lenge vært interessert i spørsmålet: hvor kaldt det er i rommet. Som regel er temperaturen der ikke lavere enn relikstrålingens temperatur, som gjennomsyrer hele universet. Men på steder der stjerner dør, kan temperaturen synke mye lavere. Det er nettopp et slikt sted som forskere klarte å finne i den planetariske Boomerang-tåken.
Gjennomsnittstemperaturen på jorden, en planet som ligger i en avstand på mer enn 149 millioner kilometer fra solen, holdes innenfor 300 K. K mindre. Jo lenger et objekt er fra nærmeste stjerne, jo kaldere er det. For eksempel på Pluto er gjennomsnittstemperaturen bare 44 K. I slike hastigheter fryser til og med nitrogen, noe som betyr at praktisk talt ingenting ville være igjen av jordens atmosfære, fordi den inneholder 80 prosent nitrogen. Utenfor solsystemet, i det interstellare rommet, er det mye kaldere.
Molekylære skyer flyter rundt galaksen, stoffet har en temperatur på omtrent 10-20 K, som er nær absolutt null. Det er ingen lavere temperaturer i galaksen lenger, siden resten av delene varmes opp i en eller annen grad av stjernestråling.
Imidlertid i det intergalaktiske rommet er temperaturen enda lavere enn i en molekylær sky, som er langt fra strålingskilder. Galaksene er atskilt med millioner av lysår med tomrom, og den eneste strålingen som når alle hjørner av rommet er mikrobølgebakgrunnsstråling, som er igjen fra Big Bang. På grunn av bølgene fra relikstrålingen faller ikke temperaturen i det intergalaktiske rommet under 2,73 K. Ved første øyekast kan det virke som om det rett og slett ikke kan være kaldere, men i virkeligheten er dette langt fra tilfelle.
Mer presist, det kan teoretisk være kaldere. For at temperaturindeksene for det intergalaktiske rommet skal synke under 2,73 K, er det nødvendig å vente på at universet utvides litt. Denne utvidelsen pågår allerede - universet utvider seg med en hastighet på ca 770 kilometer i sekundet over 3,26 millioner lysår. For tiden når alderen til universet 13,78 milliarder år, og når det blir dobbelt så stort, vil relikstrålingen kunne holde temperaturen bare en grad over absolutt null.
Temperaturkart over den pre-planetære Boomerang-tåken
Og de mest uventede nyhetene fra forskere: det kaldeste stedet i universet finnes allerede i dette øyeblikket, og ikke veldig langt fra jorden - i Boomerang-tåken, som ligger bare fem tusen lysår fra planeten vår.
Kampanjevideo:
I midten av denne tåken er en døende stjerne, som, som Solen, tidligere var en gul dverg. Som resten av stjernene i samme spektralklasse ble den en rød kjempe og havnet i et system som oppstod fra en hvit dverg og en preplanetær tåke som oppsto rundt den.
Den planetariske tåken kalles vanligvis restene av de perifere områdene til den røde kjempen, kastet ut av stjernen i perioden da sentrum krympet til størrelsen på en hvit dverg. Men før den blir en planetarisk tåke, blir den røde dvergen en preplanetær tåke en stund. I tilfelle alle nødvendige forhold oppstår i den, kan temperaturindikatorene i tåken synke under de laveste temperaturene i universet. Den indiske astronomen Ravendra Sahai kom til lignende konklusjoner, og laget mye tidligere enn teamet et temperaturkart over Boomerang-tåken og sørget for at det virkelig er veldig kaldt der.
Boomerang-tåken er det kaldeste stedet i universet
Foto: ESA / NASA
En preplanetær tåke oppstår hvis temperaturen i stjernens kjerne stiger, men samtidig begynner perifer materie bare å skille seg. Denne prosessen skjer med flere utstøtinger av plasmastrømmer som begynner i det ytre laget av stjernemateriale. I følge kosmiske standarder eksisterer disse strømmer i veldig kort tid - bare noen få tusen år. Forutsatt at plasmaet i strømmen beveger seg raskt (og i Boomerang-tåken er dette nøyaktig tilfelle), skjer tapet av materie fra stjernen i høy hastighet. Det er på grunn av denne enorme hastigheten i tåken at de regionene oppstår der temperaturindeksen ikke overstiger 0,5 K, noe som er betydelig lavere enn temperaturen noe annet sted i universet.
Og alt fordi molekylenes termiske energi blir omgjort til kinetisk bevegelsesenergi, på grunn av hvilken luften avkjøles.
