Waar is de koudste plek in het heelal? Op dit moment beschouwen astronomen de "Boomerangnevel" als de eer. Dat maakt het zelfs nog kouder dan de natuurlijke achtergrondtemperatuur van de ruimte! Wat maakt het ijskouder dan de ongrijpbare nagloeiing van de oerknal? Astronomen gebruiken de krachten van de Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) -telescoop om ons meer te vertellen over de kille eigenschappen en ongebruikelijke vorm.
De "Boomerang" is helemaal anders. Het is nog geen planetaire nevel. De brandende lichtbron - de centrale ster - is nog niet heet genoeg om de enorme hoeveelheden ultraviolette straling uit te zenden die de structuur verlichten. Op dit moment wordt het verlicht door sterrenlicht dat op de omliggende stofdeeltjes schijnt. Toen het voor het eerst werd waargenomen in optisch licht door onze terrestrische telescopen, leek de nevel naar één kant te worden verschoven en zo kreeg het zijn fantasievolle naam. Latere waarnemingen met de Hubble-ruimtetelescoop brachten een zandloperstructuur aan het licht. Voer nu ALMA in. Met deze nieuwe waarnemingen kunnen we zien dat de Hubble-afbeeldingen slechts een deel laten zien van wat er gebeurt en dat de dubbele lobben in de oudere gegevens waarschijnlijk slechts een "truc van het licht" waren, zoals gepresenteerd door optische golflengten.
"Dit ultrakoude object is buitengewoon intrigerend en we leren veel meer over de ware aard ervan met ALMA", zegt Raghvendra Sahai, een onderzoeker en hoofdwetenschapper bij NASA's Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, Californië, en hoofdauteur van een paper dat is gepubliceerd in het Astrophysical Journal. "Wat leek op een dubbele lob, of" boemerang "-vorm, van op aarde gebaseerde optische telescopen, is eigenlijk een veel bredere structuur die zich snel uitbreidt naar de ruimte."
Dus wat is er aan de hand dat de Boomerang zo'n coole klant maakt? Het is de uitstroom, schat. De centrale ster zet zich in een razend tempo uit en verlaagt daarbij zijn eigen temperatuur. Een goed voorbeeld hiervan is een airconditioning. Het gebruikt expanderend gas om een koudere kern te creëren en naarmate de wind erover waait - of in dit geval de expanderende schaal - wordt de omgeving eromheen gekoeld. Astronomen konden bepalen hoe koel het gas in de nevel is door op te merken hoe het de constante van de kosmische achtergrondstraling absorbeerde: een perfecte 2,8 graden Kelvin (minus 455 graden Fahrenheit).
"Toen astronomen in 2003 met Hubble naar dit object keken, zagen ze een heel klassieke 'zandloper'-vorm", aldus Sahai. “Veel planetaire nevels hebben hetzelfde uiterlijk met dubbele lobben, wat het gevolg is van stromen gas met hoge snelheid die uit de ster worden gestoten. De stralen graven vervolgens gaten uit in een omringende gaswolk die de ster nog eerder in zijn leven als rode reus heeft uitgeworpen. ”
De millimeter-golflengtetelescopen met één schotel zagen de dingen echter niet hetzelfde als Hubble. In plaats van een dunne taille, vonden ze een voller figuur - een 'bijna bolvormige uitstroom van materiaal'. Volgens het persbericht konden onderzoekers dankzij de ongekende resolutie van ALMA bepalen waarom er zo'n verschil in uiterlijk was. De structuur met dubbele lobben was duidelijk toen ze zich concentreerden op de distributie van koolmonoxidemoleculen zoals gezien bij millimetergolflengten, maar alleen naar de binnenkant van de nevel. De buitenkant was echter een ander verhaal. ALMA onthulde een uitgerekte, koude gaswolk die relatief rond was. Bovendien ontdekten de onderzoekers ook een dikke gang van millimetergrote stofkorrels die de ster van de stamvader omhulden - de reden waarom de buitenste wolk in zichtbaar licht het uiterlijk kreeg van een vlinderdas! Deze stofkorrels beschermden een deel van het licht van de ster, waardoor slechts een glimp kon worden opgevangen van optische golflengten die van tegenovergestelde uiteinden van de wolk kwamen.
"Dit is belangrijk om te begrijpen hoe sterren afsterven en planetaire nevels worden", zei Sahai. "Met ALMA konden we letterlijk en figuurlijk nieuw licht werpen op de doodsstrijd van een zonachtige ster."
Deze nieuwe bevindingen bevatten nog meer. Ook al begint de omtrek van de nevel op te warmen, het is nog steeds net iets kouder dan de kosmische achtergrond in de magnetron. Wat kan er verantwoordelijk zijn? Vraag het maar aan Einstein. Hij noemde het het "foto-elektrisch effect".
Oorspronkelijke verhaalbron: NRAO-persbericht.
