O espaço não está vazio e não está completamente frio. Em todo o universo, mesmo nos abismos mais escuros entre as galáxias, há um brilho fraco e uniforme que sobrou do Big Bang, e isso define a temperatura natural de fundo do universo cerca de 2,7 graus acima do zero absoluto. Durante décadas, os astrónomos presumiram que a superfície não poderia ser mais fria do que na natureza.
é um objeto. Na constelação meridional de Centauro, a cerca de 5.000 anos-luz de distância, uma estrela moribunda está rodeada por uma nuvem em rápida expansão do seu próprio gás, que está cerca de um grau acima do zero absoluto, cerca de 272 graus Celsius negativos. isso faz Nebulosa Bumerangue O objeto conhecido mais frio do universo e o único espaço natural encontrado até agora que é mais frio do que a luz de fundo do Big Bang.
Um grau acima da temperatura mais baixa possível
O zero absoluto, menos 273,15 graus Celsius, é o ponto em que tudo, exceto o movimento nuclear, cessa. Não consigo alcançar nada. O Boomerang chega a um único grau, mais frio do que a radiação cósmica de fundo que banha o resto do espaço.
Para colocar isto em escala, a superfície de Plutão é relativamente lisa, a 40 graus acima do zero absoluto, e a radiação de fundo que preenche o resto do cosmos fica em cerca de 2,7. A nebulosa é empurrada mais de um grau e meio abaixo desse piso universal, para uma região ocupada por nenhum outro objeto natural conhecido.
As medições foram feitas por Raghavendra Sahai e Lars-Ake Niemann em meados da década de 1990, usando o telescópio submilimétrico sueco-ESO de 15 metros, no Chile. Seus resultados, publicados em 1997, são conhecidos como nebulosas Lugar mais legal de todos os temposUm grau abaixo da temperatura do espaço livre. Nenhuma outra substância natural o superou desde então.
Ler a temperatura exigiu um truque incomum. O gás é tão frio e silencioso que não entra em combustão espontânea nesses comprimentos de onda. Em vez disso, os astrônomos observaram como o gás absorveu a radiação cósmica de fundo que passava por ele. Nuvens mais frias que o fundo bloqueiam parte dele, lançando uma espécie de sombra, e a profundidade dessa sombra revela o quanto o gás esfriou.
Como uma estrela forma algo mais frio que o espaço?
O frio não vai embora de jeito nenhum. Nebulosa consegue, e a física é a mesma dos seus utensílios de cozinha.
Um refrigerador é resfriado permitindo que um gás comprimido se expanda. Quando um gás se expande, suas moléculas se espalham e diminuem a velocidade, e o gás esfria. A estrela morta no centro do bumerangue está fazendo isso em grande escala, expelindo gás para fora tão rápido que a nuvem em expansão esfria muito abaixo de seu entorno. A equipe descreve o processo por trás das observações de rádio Semelhante em princípio à forma como os refrigeradores usam gás expandido Para produzir frio.
A velocidade é a chave. As observações do Hubble atribuem a forma da nebulosa a um vento que sopra gás ultrafrio para longe da estrela central a cerca de 500.000 quilómetros por hora, muito mais rápido do que outras estrelas moribundas do seu tipo. Esse fluxo violento e sustentado permite que o gás se expanda e esfrie, em vez de se equilibrar com o aquecimento do espaço.
Uma estrela foi pega no ato de morrer
Boomerang é uma prévia de como uma estrela parecida com o Sol termina. Estrelas com aproximadamente a massa do Sol não explodem. Elas incham, tornam-se instáveis e envolvem suas camadas externas, formando um núcleo quente e denso, uma anã branca, cercada por uma camada de gás fundido em expansão. Essa concha brilhante é chamada de nebulosa planetária, um nome confuso que remonta aos primeiros telescópios e não tem nada a ver com planetas.
O Boomerang ainda não atingiu esse estágio. É uma nebulosa pré-planetária, capturada no breve momento antes de a estrela central ficar quente o suficiente para iluminar os seus arredores. Por enquanto, a estrela ainda está demasiado fria para iluminar o gás, por isso a nebulosa só é visível pela luz estelar reflectida na sua poeira, fazendo com que pareça suave e fantasmagórica, em vez de colorida.
Seu nome é mais antigo que sua reputação. Os astrônomos Keith Taylor e Mike Scarrott o chamaram de bumerangue em 1980, quando um telescópio terrestre mostrou uma leve assimetria curva em seus lóbulos. No momento em que o Telescópio Espacial Hubble obteve imagens nítidas no final da década de 1990, a curva havia evoluído para uma forma mais limpa de gravata borboleta de dois lóbulos.
A forma era parcialmente uma ilusão
Em 2013, Sahai e colegas compararam a Nebulosa Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array e descobriram que até a sua forma familiar era confusa. Frio mapeia gás monóxido de carbono, estrutura real Ela evoluiu para uma nuvem ampla e aproximadamente esférica, com lóbulos duplos aparecendo apenas nas regiões internas.
Descobriu-se que o contorno da ampulheta que os telescópios ópticos capturaram era essencialmente um truque de luz. Uma espessa faixa de poeira ao redor da estrela atua como uma máscara, sombreando partes dela e permitindo que a luz estelar passe apenas por duas direções estreitas e opostas. A aparência do corpo da nebulosa é, na verdade, onde sua luz brilha.
As mesmas observações mostraram que o frio não duraria. As bordas externas da nuvem já começaram a aquecer e agora estão ligeiramente mais frias que a radiação de fundo. O frio mais profundo ocorre dentro de um fluxo rápido, uma fase transitória em vez de um estado permanente.
Quão certos temos de que este é o lugar mais frio?
A afirmação merece ser lida com atenção, já que a versão popular dela ultrapassa silenciosamente.
“Lugar mais frio do universo” significa o lugar naturalmente mais frio já encontrado. Os laboratórios de física na Terra capturam e desaceleram rotineiramente pequenas nuvens de átomos, atingindo temperaturas um bilionésimo de grau acima do zero absoluto. Por esse padrão, os lugares mais frios do universo são os refrigeradores humanos e os laboratórios de física. O Boomerang detém recordes apenas entre objetos naturais, e apenas os astrônomos foram capazes de medir.
Existe também a palavra “encontrado”. O universo é vasto e em grande parte não investigado, e a temperatura da nebulosa foi estimada a partir da forma como o seu gás absorveu a radiação de fundo, em vez da leitura do termómetro. O valor de aproximadamente um grau descreve a parte mais fria e de expansão mais rápida do fluxo, e não toda a nebulosa uniformemente, e o frio recorde já está desaparecendo nas bordas à medida que o gás se espalha e diminui. A afirmação honesta é restrita, mas notável: uma determinada região do fluxo de saída de uma estrela moribunda é o local natural mais frio que medimos, apenas um pouco mais frio que o espaço.
Um frio que não aguenta
A Nebulosa Bumerangue é mais fria do que o céu ao seu redor porque está se movendo e entrando em colapso rapidamente, e nada disso vai durar. A estrela continuará a aquecer, o gás continuará a expandir-se e a desacelerar e, no tempo astronómico, o canto mais frio do Universo aquecerá até ao frio geral do espaço. No momento, uma estrela parecida com o Sol, no ato da morte, criou brevemente o lugar mais frio que alguém já havia encontrado.
