Boomerangi udukogu, protoplaneetne udukogu, mille lõi surev punane hiiglaslik täht (asub Maast umbes 5000 valgusaasta kaugusel), on astronoomidele olnud köitev mõistatus alates 1995. aastast. See oli sel ajal tänu meeskonnale, kes kasutas nüüd kasutuselt kõrvaldatud 15-meetrise Rootsi-ESO submillimeetrise teleskoobi (SESTI) abil Tšiilis, et seda uduvõlvi hakati nimetama tuntud universumi kõige külmemaks objektiks.
Ja nüüd, üle 20 aasta hiljem, võime teada, miks. Atacama suure millimeetri / submillimeetri massiivi (ALMA) kasutanud astronoomide meeskonna sõnul võib Tšiili põhjaosas asuvas Atacama kõrbes asuv vastus hõlmata väikest kaaslasest tähte, kes sukeldub punasesse hiiglasse. See protsess oleks võinud suurema osa tähe asjadest väljutada, luues protsessi ultraheli väljavoolu gaasi ja tolmu.
Meeskonna leiud ilmusid hiljuti ajalehes ilmunud artiklis „Universumi kõige külmem koht: ultra-külma väljavoolu ja tolmuse ketta proovimine Boomerangi udus” Astrofüüsikaline ajakiri. NASA reaktiivmootorite laboratooriumi astronoom Raghvendra Sahai juhtimisel väidavad nad, et selle gaasi kiire paisumine on põhjustanud selle nii külma muutumise.
Algselt avastas see 1980. aastal Siding Springsi observatooriumis Anglo-Austraalia teleskoobi abil astronoomide meeskonna, selle udu mõistatus selgus, kui astronoomid märkisid, et see näib neelavat kosmilise mikrolaine tausta (CMB) valgust. See taustkiirgus, mis on Suurest Paugust jääv energia, tagab ruumi loomuliku tausttemperatuuri - 2,725 K (–270,4 ° C; –454,7 ° F).
Selleks, et Boomerangi udukogu seda kiirgust neelaks, pidi see olema veelgi külmem kui CMB. Hilisemad vaatlused näitasid, et see oli tegelikult nii, kuna udukogu temperatuur on alla poole K kraadi (-272,5 ° C; -458,5 ° F). Selle põhjus on hiljutise uuringu kohaselt seotud gaasipilvega, mis ulatub kesktähest 21 000 AU kaugusele (21 tuhat korda suurem maa ja päikese vahelisest kaugusest).
Gaasipilv - mis tuleneb kesktähe poolt välja lastud reaktiivlennukist - laieneb kiirusega, mis on umbes 10 korda kiirem kui see, mida üks täht suudaks omaette toota. Pärast ALMA-ga mõõtmiste tegemist, mis paljastasid väljavoolu piirkondi, mida kunagi varem polnud näha (umbes 120 000 AU-ni), jõudis meeskond järeldusele, et just see viib temperatuuri madalama tasemeni kui taustkiirgus.
Lisaks väidavad nad, et selle põhjuseks oli see, et kesktäht oli varem binaarse kaaslasega kokku põrganud, ja suutsid isegi järeldada, milline oli primaarne enne seda, kui see aset leidis. Esmane, nende väitel, oli Punase hiiglase haru (RGB) või varajane RGB täht - s.t täht tema elutsükli viimases faasis -, mille laienemine pani binaarse kaaslase oma gravitatsiooni tõttu sisse tõmbama.
Kaasetäht oleks lõpuks oma tuumikuga sulandunud, mis põhjustas gaasi väljavoolu. Nagu Raghvendra Sahai NRAO pressiteates selgitas:
Need uued andmed näitavad meile, et suurem osa massiivse punase hiiglasliku tähe ümbrisest on plahvatanud kosmosesse kiirusega, mis ületab kaugelt ühe punase hiiglasliku tähe võimeid. Ainus viis nii suure massi ja nii ekstreemsete kiiruste väljutamiseks on kahe üksteise vastas oleva tähe gravitatsioonienergia, mis selgitaks ülikülma väljavoolu mõistatuslikke omadusi. ”
Need leiud tehti võimalikuks tänu ALMA võimele täpsed mõõtmed udukogu ulatuse, vanuse, massi ja kineetilise energia kohta. Lisaks väljavoolu määra mõõtmisele leidsid nad, et see on toimunud umbes 1050–1925 aastat. Leiud osutavad ka sellele, et Boomerangi udukogu päevad kui teadaoleva universumi kõige külmem objekt võib olla nummerdatud.
Tulevikku vaadates jätkub kesklinnas paiknev punane hiiglaslik täht planetaarseks udukoguks saamise protsessiks - kus tähed heidavad oma välimised kihid, moodustades laieneva gaasi. Sellega seoses eeldatakse, et see kahaneb ja kuumeneb, mis soojendab ümbritsevat udu ja muudab selle heledamaks.
Nagu ütles Tšiilis Santiagos asuva ühise ALMA vaatluskeskuse astronoom ja paberil olnud kaasautor Lars-Åke Nyman:
„Me näeme seda tähelepanuväärset objekti tema elu väga erilisel, väga lühiajalisel perioodil. Võimalik, et need superkosmilised sügavkülmikud on universumis üsna tavalised, kuid selliseid äärmuslikke temperatuure suudavad nad säilitada vaid suhteliselt lühikese aja jooksul. "
Need leiud võiksid anda ka uusi teadmisi järjekordsest kosmoloogilisest müsteeriumist, kuidas hiiglaslikud tähed ja nende kaaslased käituvad. Kui nendes süsteemides on suurem täht, eksisteerib selle põhijärjestus, võib see tarbida väiksema kaaslase ja muutuda samamoodi “kosmiliseks sügavkülmikuks”. Siin peitub selliste objektide väärtus nagu Boomerangi udukogu, mis vaidlustab tavapärased ideed binaarsüsteemide koostoime kohta.
See näitab ka järgmise põlvkonna instrumentide, näiteks ALMA väärtust. Arvestades nende suurepäraseid optilisi võimeid ja võimekust saada suuremat eraldusvõimet, võivad nad näidata meile kunagi midagi sellist, mida meie universumi kohta pole varem nähtud, ja see võib vaidlustada meie ettekujutletud arusaamu sellest, mis seal võimalik on.
