Wo ist der kälteste Ort im Universum? Derzeit betrachten Astronomen den „Bumerang-Nebel“ als ehrenwert. Das macht es noch kälter als die natürliche Hintergrundtemperatur des Weltraums! Was macht es kälter als das schwer fassbare Nachglühen des Urknalls? Astronomen nutzen die Kräfte des ALMA-Teleskops (Atacama Large Millimeter / Submillimeter Array), um mehr über seine kühlen Eigenschaften und seine ungewöhnliche Form zu erfahren.
Der „Bumerang“ ist rundum anders. Es ist noch kein planetarischer Nebel. Die tankende Lichtquelle - der Zentralstern - ist noch nicht heiß genug, um die massiven Mengen ultravioletter Strahlung zu emittieren, die die Struktur erhellen. Im Moment wird es von Sternenlicht beleuchtet, das von den umgebenden Staubkörnern scheint. Als es von unseren terrestrischen Teleskopen zum ersten Mal im optischen Licht beobachtet wurde, schien der Nebel zur Seite verschoben zu sein, und so erhielt er seinen phantasievollen Namen. Nachfolgende Beobachtungen mit dem Hubble-Weltraumteleskop ergaben eine Sanduhrstruktur. Geben Sie nun ALMA ein. Mit diesen neuen Beobachtungen können wir sehen, dass die Hubble-Bilder nur einen Teil dessen zeigen, was passiert, und die in den älteren Daten gezeigten Doppelkeulen waren wahrscheinlich nur ein „Trick des Lichts“, wie er durch optische Wellenlängen dargestellt wird.
"Dieses ultrakalte Objekt ist äußerst faszinierend und wir lernen mit ALMA viel mehr über seine wahre Natur", sagte Raghvendra Sahai, Forscher und Hauptwissenschaftler am Jet Propulsion Laboratory der NASA in Pasadena, Kalifornien, und Hauptautor eines veröffentlichten Papiers im Astrophysical Journal. "Was bei optischen Teleskopen auf der Erde wie eine Doppelkeule oder Bumerangform aussah, ist eine viel breitere Struktur, die sich schnell in den Weltraum ausdehnt."
Was macht den Boomerang so cool? Es ist der Abfluss, Baby. Der Zentralstern dehnt sich rasend schnell aus und senkt dabei seine eigene Temperatur. Ein Paradebeispiel dafür ist eine Klimaanlage. Es verwendet expandierendes Gas, um einen kälteren Kern zu erzeugen, und wenn die Brise darüber weht - oder in diesem Fall die expandierende Hülle - wird die Umgebung um ihn herum gekühlt. Astronomen konnten feststellen, wie kühl das Gas im Nebel ist, indem sie feststellten, wie es die Konstante der kosmischen Mikrowellen-Hintergrundstrahlung absorbierte: perfekte 2,8 Grad Kelvin (minus 455 Grad Fahrenheit).
"Als Astronomen dieses Objekt 2003 mit Hubble betrachteten, sahen sie eine sehr klassische Sanduhrform", kommentierte Sahai. „Viele planetarische Nebel haben das gleiche Erscheinungsbild mit zwei Lappen, was darauf zurückzuführen ist, dass Ströme von Hochgeschwindigkeitsgas vom Stern abgeworfen werden. Die Jets graben dann Löcher in eine umgebende Gaswolke, die der Stern noch früher in seinem Leben als roter Riese ausgestoßen hat. “
Die Einzelschalen-Millimeterwellenlängen-Teleskope sahen jedoch nicht die gleichen Dinge wie Hubble. Anstelle einer dünnen Taille fanden sie eine vollere Figur - einen „fast kugelförmigen Materialabfluss“. Laut der Pressemitteilung konnten Forscher anhand der beispiellosen Auflösung von ALMA feststellen, warum es einen solchen Unterschied im Gesamterscheinungsbild gab. Die Doppelkeulenstruktur war offensichtlich, als sie sich auf die Verteilung von Kohlenmonoxidmolekülen bei Millimeterwellenlängen konzentrierten, jedoch nur im Inneren des Nebels. Das Äußere war jedoch eine andere Geschichte. ALMA enthüllte eine gestreckte, kalte Gaswolke, die relativ gerundet war. Darüber hinaus stellten die Forscher einen dicken Korridor aus millimetergroßen Staubkörnern fest, die den Vorläufer-Stern umhüllten - der Grund, warum die äußere Wolke im sichtbaren Licht wie eine Fliege aussah! Diese Staubkörner schirmten einen Teil des Lichts des Sterns ab und ermöglichten nur einen Blick auf optische Wellenlängen, die von entgegengesetzten Enden der Wolke kommen.
"Dies ist wichtig für das Verständnis, wie Sterne sterben und zu planetarischen Nebeln werden", sagte Sahai. "Mit ALMA konnten wir buchstäblich und im übertragenen Sinne ein neues Licht auf die Todeskämpfe eines sonnenähnlichen Sterns werfen."
Diese neuen Erkenntnisse bieten noch mehr. Obwohl sich der Umfang des Nebels langsam erwärmt, ist er immer noch etwas kälter als der kosmische Mikrowellenhintergrund. Was könnte dafür verantwortlich sein? Fragen Sie einfach Einstein. Er nannte es den "photoelektrischen Effekt".
Original-Story-Quelle: NRAO-Pressemitteilung.
