Znanstvenike že dolgo zanima vprašanje: kako hladno je v vesolju. Praviloma temperatura tam ni nižja od temperature reliktnega sevanja, ki prežema celotno vesolje. V krajih, kjer zvezde umirajo, pa se lahko temperature spustijo precej nižje. Znanstveniki so tako mesto našli v planetarni meglici Bumerang.
Povprečna temperatura na Zemlji, planetu, ki je od Sonca oddaljen več kot 149 milijonov kilometrov, je znotraj 300 K. Treba je opozoriti, da se planet še vedno ogreva z vročim jedrom, poleg tega pa bi bili v odsotnosti ozračja temperaturni kazalniki še 50 K manj. Bolj ko je predmet od najbližje zvezde, hladnejši je. Na primer, na Plutonu je povprečna temperatura le 44 K. Pri takšnih hitrostih celo dušik zmrzne, kar pomeni, da od zemeljske atmosfere ne bi ostalo skoraj nič, ker vsebuje 80 odstotkov dušika. Zunaj sončnega sistema je v medzvezdnem prostoru precej hladneje.
Po galaksiji plavajo molekularni oblaki, katerih snov ima temperaturo približno 10-20 K, kar je blizu absolutne ničle. V galaksiji ni več nižjih temperatur, saj so preostali njeni deli v takšni ali drugačni meri ogreti z zvezdnim sevanjem.
Vendar je v medgalaktičnem prostoru temperatura celo nižja kot v molekularnem oblaku, ki je daleč od virov sevanja. Galaksije ločujejo milijoni svetlobnih let praznine in edino sevanje, ki doseže vse konce vesolja, je mikrovalovno sevanje v ozadju, ki je ostalo od Velikega poka. Zaradi valov reliktnega sevanja temperatura v medgalaktičnem prostoru ne pade pod 2,73 K. Na prvi pogled se morda zdi, da preprosto ne more biti hladneje, a v resnici še zdaleč ni tako.
Natančneje, teoretično bi lahko bilo hladneje. Da bi temperaturni indeksi medgalaktičnega prostora padli pod 2,73 K, je treba počakati, da se vesolje nekoliko razširi. Ta širitev že poteka - vesolje se širi s hitrostjo približno 770 kilometrov na sekundo v času 3,26 milijona svetlobnih let. Trenutno starost vesolja doseže 13,78 milijarde let, in ko postane dvakrat večja, bo lahko reliktno sevanje ohranilo temperaturo le eno stopinjo nad absolutno ničlo.
Zemljevid temperature predplanetarne meglice Bumerang
In najbolj nepričakovane novice znanstvenikov: najhladnejše mesto v vesolju lahko najdemo že v tem trenutku in ne zelo daleč od Zemlje - v meglici Bumerang, ki se nahaja le 5 tisoč svetlobnih let od našega planeta.
Promocijski video:
V središču te meglice je umirajoča zvezda, ki je bila v preteklosti kot Sonce, rumeni pritlikavec. Tako kot ostale zvezde istega spektralnega razreda je tudi on postal rdeči velikan in končal v sistemu, ki je nastal iz belega škrata in predplanetarne meglice, ki je nastala okoli njega.
Planetarno meglico običajno imenujemo ostanki obrobnih predelov rdečega orjaka, ki ga je zvezda vrgla v obdobju, ko se je njeno središče skrčilo na velikost belega škrata. Toda preden postane planetarna meglica, rdeči pritlikavec za nekaj časa postane predplanetarna meglica. V primeru, da se v njem pojavijo vsi potrebni pogoji, lahko temperaturni indikatorji v meglici padejo pod najnižje temperature v vesolju. Indijski astronom Ravendra Sahai je prišel do podobnih zaključkov in veliko prej kot njegova ekipa ustvaril temperaturni zemljevid meglice Bumerang in se prepričal, da je tam res zelo hladno.
Meglica Bumerang je najhladnejše mesto v vesolju
Foto: ESA / NASA
Predplanetarna meglica nastane, ko temperatura v jedru zvezde naraste, hkrati pa se periferna snov šele začne ločevati. Ta postopek poteka z več izbruhi plazemskih tokov, ki se začnejo v zunanji plasti zvezdne snovi. Po kozmičnih standardih ti tokovi obstajajo zelo kratek čas - le nekaj tisoč let. Pod pogojem, da se plazma v toku hitro premika (in v meglici Bumerang je to točno tako), potem pride do izgube snovi zaradi zvezde z veliko hitrostjo. Zahvaljujoč tej izjemni hitrosti v meglici nastanejo tiste regije, v katerih indeks temperature ne presega 0,5 K, kar je veliko nižje od temperature na katerem koli drugem mestu v vesolju.
In vse zato, ker se toplotna energija molekul pretvori v kinetično energijo gibanja, zaradi česar se zrak ohladi.