Туманность Бумеранг

Туманность Бумеранг — самое холодное место во вселенной ( 3 фото )

Насколько холоден холодный космос? Обычно температура в нем не опускается ниже температуры пронизывающего всю вселенную реликтового излучения. Но там, где умирают звезды, может быть еще холоднее. Такое место есть в препланетарной туманности Бумеранг.

NASA Туманность Бумеранг. Снимок телескопа «Хаббл» На расстоянии за 149 600 000 км от Солнца средняя температура на Земле держится в районе 300 К (правда, нас еще обогревает горячее ядро планеты, а без атмосферы было бы на 50 К холоднее. Чем дальше от ближайшей звезды, тем холоднее. На Плутоне, например, всего 44 К — при этой температуре замерзает даже азот, а значит, наша атмосфера выпала бы в осадок, ведь азота в ней 80%. А в межзвездном пространстве за пределами Солнечной системы еще холоднее. Вещество в молекулярных облаках, которые плавают по галактике в световых годах от ближайших звезд, имеет температуру от 10 до 20 К, близко к абсолютному нолю. Холоднее, чем в них, в галактике не становится: все остальные ее участки так или иначе согреты излучением звезд. Если заглянуть в межгалактическое пространство, можно замерзнуть еще сильнее, чем в молекулярном облаке вдалеке от источников излучения. Галактики разделены миллионами световых лет пустоты, и единственное излучение, которое доходит до всех уголков космоса — это реликтовое микроволновое излучение, оставшееся со времен Большого Взрыва. Температура реликтового излучения — это и есть температура межгалактического пространства, и она не может упасть ниже 2,725 К. Может показаться, что в природе не может быть места холоднее. Однако это не так. Точнее, будет не так. Чтобы температура излучения в межгалактическом пространстве опустилась ниже 2,725 К, нужно подождать, пока Вселенная еще немного расширится (она уже и так это делает со скоростью примерно 770 км/с на 3.26 миллионов световых лет). Сейчас старушке-вселенной 13,78 миллиардов лет, а когда станет вдвое больше, реликтового излучения хватит едва ли на один градус выше абсолютного ноля.

Материал взят: Тут

Туманность Бумеранг — самое холодное место во вселенной

Насколько холоден холодный космос? Обычно температура в нем не опускается ниже температуры пронизывающего всю вселенную реликтового излучения. Но там, где умирают звезды, может быть еще холоднее. Такое место есть в препланетарной туманности Бумеранг.

NASA Туманность Бумеранг. Снимок телескопа «Хаббл»

На расстоянии за 149 600 000 км от Солнца средняя температура на Земле держится в районе 300 К (правда, нас еще обогревает горячее ядро планеты, а без атмосферы было бы на 50 К холоднее. Чем дальше от ближайшей звезды, тем холоднее. На Плутоне, например, всего 44 К — при этой температуре замерзает даже азот, а значит, наша атмосфера выпала бы в осадок, ведь азота в ней 80%. А в межзвездном пространстве за пределами Солнечной системы еще холоднее.

Вещество в молекулярных облаках, которые плавают по галактике в световых годах от ближайших звезд, имеет температуру от 10 до 20 К, близко к абсолютному нолю. Холоднее, чем в них, в галактике не становится: все остальные ее участки так или иначе согреты излучением звезд.

Если заглянуть в межгалактическое пространство, можно замерзнуть еще сильнее, чем в молекулярном облаке вдалеке от источников излучения. Галактики разделены миллионами световых лет пустоты, и единственное излучение, которое доходит до всех уголков космоса — это реликтовое микроволновое излучение, оставшееся со времен Большого Взрыва. Температура реликтового излучения — это и есть температура межгалактического пространства, и она не может упасть ниже 2,725 К. Может показаться, что в природе не может быть места холоднее. Однако это не так.

Точнее, будет не так. Чтобы температура излучения в межгалактическом пространстве опустилась ниже 2,725 К, нужно подождать, пока Вселенная еще немного расширится (она уже и так это делает со скоростью примерно 770 км/с на 3.26 миллионов световых лет). Сейчас старушке-вселенной 13,78 миллиардов лет, а когда станет вдвое больше, реликтового излучения хватит едва ли на один градус выше абсолютного ноля.

Температурная карта препланетарной туманности Бумеранг

А теперь сюрприз: найти такое холодное место во вселенной можно уже сейчас! И даже относительно недалеко от дома: в туманности Бумеранг, которая удобно расположилась в каких-то 5000 световых лет от Земли.

В центре туманности Бумеранг находится умирающая звезда, которая когда-то была желтым карликом, как наше Солнце. Как и остальные звезды того же спектрального класса, звезда в туманности Бумеранг превратилась в красный гигант и закончила жизнь в системе из белого карлика и препланетарной туманности вокруг него.

ESA/NASA. Туманность Бумеранг — самое холодное место во вселенной

Планетарная туманность — это остатки периферийного вещества красного гиганта, которое звезда сбросила, когда ее центр сжался до белого карлика. Однако прежде чем превратиться в планетарную туманность, красный карлик должен немного побыть препланетарной туманностью. А если в препланетарной туманности сойдутся все необходимые условия, то температура в ней может опуститься ниже самой низкой во вселенной. Это показали расчёты индийского астронома Равендры Сахая еще до того, как его команда создала температурную карту Бумеранга и удостоверилась, что там действительно невероятно холодно.

Препланетарная туманность возникает, когда температура в ядре звезды повышается, а периферия только начинает отделяться. Выброс вещества происходит чаще всего одним-двумя джетами — потоками плазмы, берущими начало во внешних слоях вещества звезды. Джеты живут совсем недолго по космическим меркам: всего несколько тысяч лет. Если плазма в джетах движется достаточно быстро (а в Бумеранге это так), звезда теряет вещество с огромной скоростью. И именно из-за такой невероятной скорости, с которой вещество уходит из звезды, в ней возникают области, где температура вещества равняется 0,5 К — ниже любого другого места во вселенной.

Причина этого явления в том же, почему воздух, который вы выдуваете сложив губы трубочкой, оказывается холоднее 36,6 °C и холоднее воздуха, который вы выдыхаете с широко открытым ртом. Тепловая энергия молекул расходуется, переходя в кинетическую энергию движения, и воздух остывает.

Источник: animalworld.com.ua

Вселенский «полюс холода»

На текущий момент астрофизическими исследованиями установлено: более низкой температуры, чем в окрестностях туманности Бумеранг, нет более нигде во всей изученной части Вселенной – она является своего рода её «полюсом холода». Но как может быть, чтобы звезда – источник тепла и света стала вдруг ледяной могилой не только для всего живого вокруг, но даже для неодушевлённой плазмы, исторгаемой из её же недр? Неужели она сама способна замерзнуть?

Нет, температура центрального светила в туманности Бумеранг по-прежнему достаточно высока и соответствует категории, в которую оно входит. Феномен проще всего объясняется аналогией с проткнутой шиной, из которой воздух бьёт слишком сильной струёй. Если бы истечение плазмы из недр красного гиганта было менее мощным и более медленным, она успевала бы рассеяться в мировом пространстве. Но поскольку этого не происходит, выброшенный с невероятной силой на огромное расстояние (во все стороны) ионизированный газ так мгновенно и замерзает, создавая плоскость, искривлённую на манер пропеллера (обретает конфигурацию галстука-«бабочки»).

Температуру в межзвёздном пространстве принято считать по шкале Кельвина (где температура замерзания воды в 0˚ C равна 273 K, а её ноль соответствует «абсолютному нулю» – нижнему пределу, возможному для реального физического тела). Учитывая показатель температуры в 0,5 K (или -273,5˚ C), характерный для зоны туманности Бумеранг, можно категорически заявить: это единственное место во Вселенной, где температура близка к «абсолютному нулю». Поскольку более низких показателей не зафиксировано нигде в космическом пространстве, туманность Бумеранг в созвездии Центавра – это вселенский «полюс холода».

А Вы смотрели: Комета, виды, орбита, размеры

Источник

Туманность Бумеранг

Туманность Бумеранг

является протопланетарной туманностью, которая расположена на расстоянии 5 000 световых лет от Земли в созвездии Центавра. Её также иногда называют
Туманность галстук-бабочка
[7], что является ошибкой — такое название носит другая туманность в созвездии Цефей. Температура туманности — 1 (-272,15° ; −457,87° ) — по состоянию на 2003 год, это самое холодное место во Вселенной[7]. Туманность Бумеранг была сформирована потоком газа от центральной звезды или звёздной системы, который движется со скоростью около 164 км/с (600 000 км/час) и быстро расширяется, в космическом пространстве. Это расширение является причиной очень низкой температуры туманности[8].

Туманность Бумеранг была подробно сфотографирована космическим телескопом Хаббл в 1998 году. Считается, что туманность скоро (в пределах тысяч или десятков тысяч лет) перейдёт в фазу планетарной туманности[9]. Кит Тейлор (Keith Taylor) и Майк Скаррот (Mike Scarrott) назвали объект «Туманность Бумеранг» в 1980 году после наблюдения его с англо-австралийского телескопа в обсерватории Сайдинг-Спринг. Чувствительность прибора позволила зафиксировать лишь небольшую асимметрию в долях туманности, откуда появилось предположение об изогнутой форме, подобной бумерангу[10].

Изображение с телескопа Хаббл, полученное с использованием поляризационных фильтров

После того как были получены снимки с высоким разрешением, название «галстук-бабочка», было бы лучшим названием для туманности, однако оно уже используется для обозначения планетарной туманности NGC 40.

В 1995 году, используя 15-метровый субмиллиметровый телескопЕвропейской южной обсерватории ESO в Чили, астрономы показали, что это самое холодное место во Вселенной (за исключением лабораторно полученного конденсата Бозе-Эйнштейна). Температура туманности −272 °C (1 кельвин) и это значит, что даже реликтовое излучение от Большого Взрыва теплее, чем эта туманность. На 2003 год, это единственный астрономический объект, который имеет температуру ниже фонового излучения[7].

Что означает понятие «протопланетарная»

К данной категории относятся объекты, в своей эволюции ещё не достигшие стадии планетарных. Если последние – это полностью сбросившие свои внешние оболочки красные гиганты, то в протопланетарных туманностях полным ходом идёт непрекращающаяся потеря плазмы – звезда «худеет», словно автомобильная шина, из которой сквозь небольшой прокол постоянно сильной струёй выходит воздух.

Энергия звезды объясняется активным «горением» в ней водорода (в последующем становящимся нейтральным гелием). По мере его выгорания в сердцевине формируется гелиевое ядро, в термоядерные же процессы вовлечены теперь лишь наружные области ядра. Этим объясняется возрастание светимости при одновременном снижении температуры поверхности.

По мере утяжеления гелиевого ядра звезда начинает всё более уплотняться, сжимаясь до степени, когда возобновляются процессы термоядерного синтеза, приводящие к последующему чудовищному «распуханию» с одновременным «разрыхлением» звезды, достигшей стадии красного гиганта.

Помимо потерь огромных масс плазмы, составляющей материальное «тело» звезды, она постоянно растрачивает и свой «дух» – расход энергии на различные виды излучения (рентгеновские и гамма-лучи, нейтрино, радиоволны) не идёт ни в какое сравнение с потерей массы.

Кроме невидимых лучей и волн колоссальные силы затрачиваются также на эмиссию волн световой части спектра, и именно этот свет делает видимой (и цветной) картину происходящего в дальнем космосе – процесс образования вокруг красного гиганта «перекрученного винтом веера» протопланетарной туманности (в частности, туманности Бумеранг).

А Вы смотрели: Сколько морей на Земле?

Увидеть кульминацию процесса (достижение именно протопланетарной туманностью Бумеранг окончательной, планетарной фазы) ныне живущему поколению не удастся – эволюция красных гигантов может занять от одной до десяти тысяч лет. Но наблюдение за другими подобными объектами (вкупе с возможностью компьютерного моделирования их поведения) позволяет создать довольно точную картину мира дальнего космоса.