أين هو أبرد مكان في الكون؟ في الوقت الحالي ، يعتبر علماء الفلك أن 'سديم بوميرانغ' حصل على مرتبة الشرف. يقع هذا السديم قبل الكواكب على بعد حوالي 5000 سنة ضوئية في كوكبة قنطورس ، ويحمل درجة حرارة تقارب كلفن واحد - أو سريعًا ، ناقص 458 درجة فهرنهايت. وهذا يجعلها أكثر برودة من درجة حرارة الخلفية الطبيعية للفضاء! ما الذي يجعلها أكثر برودة من الشفق بعيد المنال للانفجار العظيم؟ يستخدم علماء الفلك قوى تلسكوب Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) لإخبارنا المزيد عن خصائصه الباردة وشكله غير العادي.
'بوميرانغ' مختلفة من جميع النواحي. إنه ليس سديمًا كوكبيًا بعد. مصدر ضوء الوقود - النجم المركزي - ليس ساخنًا بدرجة كافية حتى الآن لإصدار كميات هائلة من الأشعة فوق البنفسجية التي تضيء الهيكل. الآن هو مضاء بواسطة ضوء النجوم الساطع من حبيبات الغبار المحيطة به. عندما لوحظ لأول مرة في الضوء البصري بواسطة تلسكوباتنا الأرضية ، بدا أن السديم قد تم إزاحته إلى جانب واحد وبهذه الطريقة حصل على اسمه الخيالي. كشفت الملاحظات اللاحقة باستخدام تلسكوب هابل الفضائي عن هيكل زجاجي يتكون من ساعة. الآن ، أدخل ALMA. من خلال هذه الملاحظات الجديدة ، يمكننا أن نرى صور هابل تُظهر جزءًا فقط مما يحدث ، وربما كانت الفصوص المزدوجة التي شوهدت في البيانات القديمة مجرد 'خدعة من الضوء' كما قدمتها الأطوال الموجية الضوئية.
قال راجفيندرا ساهاي ، الباحث والعالم الرئيسي في مختبر الدفع النفاث التابع لناسا في باسادينا ، كاليفورنيا ، والمؤلف الرئيسي لورقة نُشرت في مجلة الفيزياء الفلكية. 'ما بدا وكأنه فص مزدوج ، أو شكل' بوميرانج '، من التلسكوبات البصرية الأرضية ، هو في الواقع بنية أوسع بكثير تتوسع بسرعة في الفضاء.'
إذن ما الذي يحدث هناك والذي يجعل بوميرانغ عميلًا رائعًا؟ إنه التدفق ، حبيبي. يتوسع النجم المركزي بوتيرة محمومة ويخفض درجة حرارته في هذه العملية. خير مثال على ذلك مكيف الهواء. إنه يستخدم غازًا متوسعًا لإنشاء قلب أكثر برودة ، ومع هبوب النسيم فوقه - أو في هذه الحالة ، الغلاف المتوسع - يتم تبريد البيئة المحيطة به. تمكن علماء الفلك من تحديد مدى برودة الغاز في السديم من خلال ملاحظة كيفية امتصاصه لثابت إشعاع الخلفية الكونية الميكروي: 2.8 درجة كلفن (ناقص 455 درجة فهرنهايت).
الائتمان: ناسا / وكالة الفضاء الأوروبية
علق سهاي قائلاً: 'عندما نظر علماء الفلك إلى هذا الجسم في عام 2003 باستخدام هابل ، رأوا شكلًا كلاسيكيًا للغاية يشبه الساعة الرملية'. 'العديد من السدم الكوكبية لها نفس شكل الفص المزدوج ، والذي ينتج عن تيارات الغاز عالي السرعة التي يتم التخلص منها من النجم. ثم تقوم النفاثات بحفر ثقوب في سحابة الغاز المحيطة التي قذفها النجم حتى في وقت مبكر من حياته كعملاق أحمر '.ومع ذلك ، فإن التلسكوبات ذات الطبق الواحد ذات الطول الموجي المليمتر لم ترى الأشياء مثل هابل. وبدلاً من الخصر النحيف ، وجدوا شخصية أكثر امتلاءً - 'تدفق كروي تقريبًا للمواد'. وفقًا للبيان الصحفي ، سمح قرار ALMA غير المسبوق للباحثين بتحديد سبب وجود مثل هذا الاختلاف في المظهر العام. كان هيكل الفص المزدوج واضحًا عندما ركزوا على توزيع جزيئات أول أكسيد الكربون كما يُرى عند الأطوال الموجية المليمترية ، ولكن فقط باتجاه داخل السديم. كان الخارج قصة مختلفة ، رغم ذلك. كشفت ALMA عن سحابة غاز باردة ممتدة تم تقريبها نسبيًا. علاوة على ذلك ، حدد الباحثون أيضًا ممرًا سميكًا من حبيبات الغبار بحجم ملليمتر يحيط بالنجم السلف - السبب في أن السحابة الخارجية أخذت شكل ربطة العنق في الضوء المرئي! تحجب حبيبات الغبار هذه جزءًا من ضوء النجم ، مما يسمح فقط بإلقاء نظرة خاطفة على الأطوال الموجية الضوئية القادمة من الأطراف المتقابلة للسحابة.
قال ساهاي: 'هذا مهم لفهم كيفية موت النجوم وتصبح سدمًا كوكبية'. 'باستخدام ALMA ، كنا قادرين بالمعنى الحرفي والمجازي على إلقاء ضوء جديد على آلام الموت لنجم شبيه بالشمس.'
هناك المزيد من هذه النتائج الجديدة. على الرغم من أن محيط السديم بدأ في الاحماء ، إلا أنه لا يزال أبرد قليلاً من الخلفية الكونية الميكروية. ماذا يمكن أن يكون مسؤولا؟ فقط اسأل أينشتاين. أطلق عليه اسم 'التأثير الكهروضوئي'.
مصدر القصة الأصلي: بيان صحفي لـ NRAO .
