Телескоп ALMA обнаружил призрачные формы «самого холодного места» во Вселенной
AstroNews.ru - 25 Октября 2013 14:45:34
С температурой 1 градус Кельвина (- 272,2 градусов Цельсия) туманность Бумеранг (Boomerang Nebula) – является самым холодным из всех известных мест во Вселенной – холоднее, чем слабое послесвечение Большого Взрыва, которое является нормальньй фоновой температурой в космическом пространстве.
Используя телескоп ALMA, астрономы смогли по новому взглянуть на этот загадочный объект, узнать больше о его свойствах, и определить его настоящую форму, - жутковатый призрачный образ.
Как было определено ранее телескопами, установленными на Земле, эта туманность имеет асимметричную форму, за что и получила свое название. Более поздние наблюдения, сделанные при помощи космического телескопа Hubble, позволили уточнить: туманность своей формой напоминает галстук-бабочку. Однако, данные ALMA показали, что две доли, которые видны на снимке Hubble, на самом деле могут быть световым эффектом, который возникает на видимой длине волн.
"То, что казалось двойной долей, из-за чего туманность и получила свое название, на самом деле намного более широкая структура , которая распространяется быстро в космическом пространстве ", - говорит Рагвендра Сахай (Raghvendra Sahai), исследователь Лаборатории Jet Propulsion в Пасадене, Калифорния.
Туманность Бумернаг расположена на расстоянии примерно 5000 световых лет от Земли в созвездии Центавра (Centaurus). Она относится к сравнительно недавно открытому классу небесных объектов, известному как «планетарная туманность». Несмотря на свое название, планетарные туманности на самом деле являются конечными фазами эволюции звезд - красных гигантов и сверхгигантов, которые сбрасывают оболочки . В центре остаются белые карликовые звезды, которые выделяют интенсивное ультрафиолетовое излучение, которое и является причиной свечения газа в туманности и выделения света ярких цветов.
Бумеранг относится к протопланетарным туманностям, представляя собой промежуточную фазу, когда центральная звезда еще не достаточно горяча, чтобы выделить достаточно ультрафиолетового излучения для производства характерного свечения. На этой стадии туманность видна благодаря звездному свету, который отражается мелкими пылевыми частицами.
Поток газа из этой звезды быстро распространяется и охлаждает себя в процессе. По этому же принципу работают холодильники, распространяя газ для охлаждения. Исследователи смогли измерить температуру газа в туманности, наблюдая, как он поглощает излучение космического микроволнового фона, который имеет типичную температуру 2.8 градусов по шкале Кельвина (-270,5 градусов Цельсия).
«Когда астрономы посмотрели на этот объект через телескоп Hubble, они увидели классическую форму «песочных часов». Многие планетарные туманности имеют такую же форму, которая возникает в результате извержения газа из звезды на большой скорости. Эти струи газа затем «прокапывают» дыры в окружающем облаке газа, который был выброшен звездой еще раньше, когда она была красным гигантом» .
Наблюдения однозеркальным миллиметровым микроскопом, однако, не обнаружили «тонкой талии», которую увидел Hubble. Вместо этого они увидели почти сферический выход вещества.
Наблюдения ALMA позволили ученым разгадать тайну этого несоответствия. Наблюдая распределение молекул угарного газа, которые ярко светятся на миллиметровом диапазоне длин вол, астрономы смогли определить структуру из двух долей, как показывал снимок Hubble, но только во внутренних областях туманности. В дальнейшем, они на самом деле наблюдали более удлиненное облако холодного газа, почти круглой формы.
Так же ученые открыли плотную дорожку частиц пыли размером около миллиметра, окружающую звезду, которая и объясняет, почему у этого внешнего облака в видимом спектре форма напоминает песочные часы. Частицы пыли создали «маску», которая прячет часть центральной звезда и позволяет ее свечению потихоньку вытекать в противоположных направлениях в облако, придавая ему форму песочных часов.
"Это важно для понимания того, как звезды умирают и становятся планетарными туманностями», - говорит Сахай.
Новое исследование так же показало, что внешние края туманности начинают нагреваться, несмотря на то, что пока еще они немного холоднее, чем окружающий туманность космический микроволновой фон. Это нагревание может происходить благодаря фотоэлектрическому эффекту, - название, впервые предложенное Эйнштейном, - когда свет поглощается твердым веществом, которое затем вновь испускает электроны.