Туманность Бумеранг (PGC 3074547)


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.

Туманность Бумеранг — самое холодное место во вселенной Природа,Вселенная,космос

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.

Туманность Бумеранг — самое холодное место во вселенной Природа,Вселенная,космос

Туманность Бумеранг — самое холодное место во вселенной Природа,Вселенная,космос

Материал взят: Тут

Туманность Бумеранг: холоднее пустоты самого космоса

Поделиться

Куда бы вы ни отправились во Вселенной, везде будут источники тепла. Чем дальше вы от них ото всех, тем холоднее. На расстоянии в 150 миллионов километров от Солнца Земля поддерживает скромную температуру в 26-27 градусов по Цельсию, которая была бы градусов на 50 холоднее, не будь у нас атмосферы. Еще дальше — и Солнце будет нагревать объекты все меньше и меньше. Плутон, к примеру, температурой в -229 градуса по Цельсию: достаточно холодный, чтобы жидкий азот замерз. Мы можем отправиться еще дальше, в межзвездное пространство, где ближайшие звезды будут в световых годах от нас.

Холодные молекулярные облака, которые бродят изолированно по всей галактике, еще холоднее, на несколько градусов выше абсолютного нуля. Поскольку звезды, сверхновые, космические лучи, звездные ветры и все остальное обеспечивают галактику энергией в целом, сложно найти что-то еще более холодное в Млечном Пути. Но если выйти в межгалактическое пространство, за миллионы световых лет от ближайших звезд, единственным, что будет поддерживать вас в тепле, будет послесвечение Большого Взрыва, космический микроволновый фон.

Космос

При температуре ниже 3 градусов по Цельсию выше абсолютного нуля эти едва обнаруживаемые фотоны являются единственным источником тепла. Поскольку каждое место во Вселенной постоянно бомбардируется этими инфракрасными, микроволновыми и радиофотонами, можно подумать, что 2,725 градуса Кельвина (-270,42 по Цельсию) — это самое холодное, что можно найти в природе. Чтобы испытать температуру холоднее, нужно подождать, пока Вселенная расширится еще больше, растянет длины волн этих фотонов и остынет до еще более низкой температуры. И это произойдет, конечно же, но не скоро. К этому моменту Вселенная станет в два раза старше — пройдет еще 13,8 миллиарда лет — и самая низкая температура едва ли будет превышать хотя бы один градус выше абсолютного нуля. Однако вы уже сейчас можете найти место, которое холоднее самых глубоких глубин межгалактического пространства.

Туманность Бумеранг

Даже далеко ходить не придется. Это туманность Бумеранг, расположенная всего в 5000 световых годах от нас, в нашей собственной галактике. В 1980 году, когда ее впервые наблюдали в Австралии, она была похожа на двудольную асимметричную туманность, за что ее и прозвали «бумерангом». Последующие наблюдения показали, что эта туманность является в действительности препланетарной туманностью, промежуточным этапом в жизни умирающих звезд типа Солнца. Все подобные звезды эволюционируют в красных гигантов и заканчивают свою жизнь в виде планетарной туманности и белого карлика, когда внешние слои раздуваются, а центральное ядро сжимается. Но между красным гигантом и планетарной туманностью есть фаза препланетарной туманности.

Туманность

Перед тем как внутренняя температура звезды повысится, но после того, как начнется выталкивание внешних слоев, мы получим препланетарную туманностью. Иногда в виде сферы, но чаще в виде двух биполярных джетов, она будет выбрасывать вещество из солнечной системы в межзвездную среду. Этот этап очень короткий: всего несколько тысяч лет. Пока что в такой фазе было обнаружено около десятка звезд. Но туманность Бумеранга особенная даже среди них. Ее газовые джеты выбрасываются в десять раз быстрее, чем обычно, двигаясь на скорости около 164 километров в секунду. Она теряет массу быстрее, чем положено: каждый год улетучивается материал на несколько Нептунов. В результате получается самое холодное место в известной Вселенной, и в некоторых частях туманности температура составляет около 0,5 градуса Кельвина: полградуса выше абсолютного нуля.

Туманность

Все остальные планетарные и препланетарные туманности гораздо теплее, но почему так происходит — это объяснить очень просто. Попробуйте глубоко вдохнуть, задержать дыхание на три секунды и затем выпустить воздух. Можно проделать это двумя способами, удерживая руку на расстоянии 15 сантиметров от вашего рта.

  1. Можно выдохнуть широко разинутым ртом и почувствовать, как теплый воздух мягко ударяется о вашу руку.
  2. Можно вытянуть губы трубочкой и выдуть холодный воздух.

В обоих случаях воздух нагревается внутри вашего тела и остается такой же температуры прежде, чем проходит через ваши губы. Но если рот широко открыт, воздух выходит медленно и слегка нагревает руку. Если же он выходит через маленькое отверстие, воздух быстро расширяется и остывает.

Внешние слои звезды, которые породили туманность Бумеранг, находятся в таких же условиях:

  • много горячего вещества
  • которое быстро выбрасывается
  • из крошечной точки (а точнее, двух)
  • расширяется и остывает.

Но что особенно интересно, так это то, что туманность Бумеранг предсказали еще до того, как нашли. Астроном Ражвендра Сахай подсчитал, что препланетарная туманность при определенных условиях — что были описаны выше — действительно может достичь более низкой температуры, чем все другие места во Вселенной. Сахая затем вошел в состав команды в 1995 году, которая проделала важные длинноволновые наблюдения и определила температуру туманности Бумеранг. Теперь это самое холодное известное место во Вселенной.

Источник

Quantum Technology Conference

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: Планета Юпитер краткое описание

Источник

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: Миранда – спутник Урана

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.

Изображение с телескопа «Хаббл», полученное с использованием поляризационных фильтров

Рейтинг
( 2 оценки, среднее 4.5 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: