بررسی سردترین شی جهان هستی و علت سردی آن

دانشمندان دهه‌هاست که تلاش می‌کنند، توضیحی برای دلیل سردتر بودن این ابرهای گازی غیرانعطاف از خود فضا تهی پیدا کنند. اما آن‌ها اکنون می‌گویند که توضیحی برای این سرمای شدید یافته‌اند، آن‌ها می‌گویند که ستاره‌ای دیگر درون این ستاره در حال مرگ فرورفته است.

به عقیده‌ی اخترشناسان، سحابی بومرنگ یک سحابی پیش سیاره‌ای است که مرحله‌ی گذار زندگی ستاره‌ای خود از یک غول سرخ به یک سحابی سیاره‌ای قرار دارد. در این فرآیند، یک پوسته‌ی درخشان گاز یونیزه از ستاره به فضای اطراف پخش می‌شود.

دانشمندان پیش‌بینی می‌کنند که خورشید ما هم طی چند میلیارد سال آینده پس از اتمام سوخت هیدروژن خود به این روند دچار می‌شود. به این ترتیب، خورشید ابتدا به یک غول سرخ متورم بدل می‌شود و سپس به مرحله‌ی پیش سیاره‌ای می‌رسد که بیش از ۱۰ هزار سال طول می‌کشد و پس از آن پوسته خارجی‌اش به بیرون پرتاب می‌شود و تشکیل یک سحابی سیاره‌ای را می‌دهد.

هسته‌ی جدید خورشید به سرد و کوچک شدن ادامه می‌دهد و به یک کوتوله‌ی سفید تبدیل می‌شود. کوتوله‌ی سفید به ستارگانی گفته می‌شود که سوخت هسته‌ای پایداری ندارند. با وجودی که ستاره‌های کوتوله سفید داغ هستند، اما طی میلیاردها سال، تمام گرمای خود را از دست می‌دهند و به ستارگانی سرد و مُرده تبدیل می‌شوند.

اما اگر منظومه شمسی ما دو خورشید داشته باشد، چه اتفاقی رخ می‌دهد؟

اخترشناسان بر این باورند که سحابی بومرنگ بسیار سرد است، چرا که بر اساس داده‌های آرایه‌ی میلی‌متری یا زیر میلی‌متری بزرگ آلما (ALMA) در صحرای آتاکاما در شیلی، این سحابی، ستاره‌ی کوچک‌تر همراه خود را به درون خود کشیده و مواد این غول سرخ به‌صورت جریان گاز و غبار بسیار سردی به بیرون فرستاده‌ شده‌اند. این نخستین باری است که اخترشناسان موفق به محاسبه دقیق، سن، وزن و انرژی یک سحابی شده‌اند.

رجموندرا صاحی، اخترشناسی از آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا، گفت:

 این اطلاعات جدید به ما نشان می‌دهد که بخش زیادی از پوشش غول‌های سرخ با سرعتی بسیار فراتر از توانایی یک ستاره غول سرخ در فضا پرتاب می‌شوند. تنها با وجود انرژی گرانشی تعاملی دو ستاره می‌توان چنین حجم عظیمی از مواد را با چنین سرعتی به بیرون پرتاب کرد. این می‌تواند توضیحی برای ویژگی سردرگم کننده این مواد خروجی بسیار سرد باشد.

این جریان خروجی ۱۰ برابر سریع‌تر از جریان یک ستاره مجزا است. جریان فوق با سرعتی بیش از ۱۵۰ کیلومتر در ثانیه حرکت می‌کند و سحابی پیش سیاره‌ای را به دمای یک درجه کلوین می‌رساند. برای درک این موضوع باید بگوییم که درجه‌ی صفر کلوین که به صفر مطلق مشهور است، نقطه‌ای است که در آن به طور بالقوه تمام حرکت‌های ترمودینامیکی متوقف می‌شوند. این دما حتی از دمای تابش پس‌زمینه‌ی ماکروویو کیهانی (بقایای اثرات بیگ بنگ یا انفجار بزرگی که موجب پدید آمدن جهان شده‌اند) هم سردتر است. دمای پس‌تاب انفجار بزرگ و دمای پس‌زمینه‌ی طبیعی فضای تهی به طور متوسط  ۲.۷۲۵ کلوین (منفی ۲۷۰.۴ درجه سانتی‌گراد یا منفی۴۵۴.۷ درجه فارنهایت) است.

ووتر ولمینگز، یکی از اخترشناسان این تیم تحقیقاتی از دانشگاه تکنولوژی چالمرز در سوئد، گفت:

ویژگی‌های غیرعادی سحابی بومرنگ، فرضیه‌های متعارف این تعاملات را به چالش گرفته‌اند. این یکی از بهترین فرصت‌ها برای ماست که بتوانیم فیزیک منظومه‌های دوتایی (دارای یک غول سرخ) را محک بزنیم.

البته با وجودی که تمامی این شواهد با اطلاعاتی که از سحابی بومرنگ وجود دارد، مطابقت می‌کند و می‌تواند توضیحی برای دمای فوق‌العاده سرد این سحابی باشد. اما دانشمندان باید شواهد بیشتری از ستاره کوچکِ همراه این منظومه دوتایی به دست بیاورند.

چیزی که می‌دانیم این است که سردترین شی جهان، برای همیشه نمی‌تواند به عنوان سردترین شی جهان باقی بماند. اخترشناسان دریافته‌اند که  این سحابی پیش سیاره‌ای شروع به گرم شدن کرده و فکر می‌کنند که می‌توانند اجرام کیهانی دیگری شبیه به این سحابی را در دیگر نقاط جهان پیدا کنند. لارس اک نیمان، یکی از اخترشناسان رصدخانه رادیو تلسکوپ آلما، گفت:

ما این شی (سحابی بومرنگ) فوق‌العاده جالب‌ توجه را در یک دوره‌ی بسیار خاص و بسیار کوتاه از زندگی‌اش مشاهده کردیم. ممکن است این سحابی‌های فوق‌العاده منجمد در جهان فراوان باشند، اما فقط برای مدت نسبتا کوتاهی می‌توانند، چنین دمای شدیدا سردی را حفظ کنند.