The Nebula Boomerang , nebula proto-planet yang dicipta oleh bintang gergasi merah yang hampir mati (terletak kira-kira 5000 tahun cahaya dari Bumi), telah menjadi misteri yang menarik bagi ahli astronomi sejak tahun 1995. Pada masa ini, terima kasih kepada pasukan yang menggunakan alat itu yang kini telah ditamatkan kuasa. 15 meter Teleskop Submilimeter Swedish-ESO (SESTI) di Chile, bahawa nebula ini dikenali sebagai objek paling sejuk di Alam Semesta yang diketahui.
Dan sekarang, lebih 20 tahun kemudian, kita mungkin tahu sebabnya. Menurut pasukan ahli astronomi yang menggunakan Tatasusunan Milimeter/submilimeter Besar Atacama (ALMA) – terletak di padang pasir Atacama di utara Chile – jawapannya mungkin melibatkan bintang teman kecil yang terjun ke dalam gergasi merah. Proses ini mungkin telah mengeluarkan sebahagian besar jirim bintang yang lebih besar, mewujudkan aliran keluar gas dan habuk yang sangat sejuk dalam proses itu.
Penemuan pasukan itu muncul dalam kertas bertajuk ' Tempat Paling Sejuk di Alam Semesta: Menyelidik Aliran Keluar Sangat Sejuk dan Cakera Berhabuk di Nebula Boomerang “, yang muncul baru-baru ini dalamJurnal Astrofizik. Diketuai oleh Raghvendra Sahai, seorang ahli astronomi di Makmal Pendorong Jet NASA, mereka berpendapat bahawa pengembangan pesat gas ini adalah yang menyebabkan ia menjadi sangat sejuk.
Imej komposit Nebula Boomerang, dengan pemerhatian ALMA (oren) menunjukkan aliran keluar berbentuk jam pasir di atas imej daripada Teleskop Angkasa Hubble (biru). Kredit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO); NASA/ESA Hubble; NRAO/AUI/NSF
Pada asalnya ditemui pada tahun 1980 oleh sekumpulan ahli astronomi menggunakan Teleskop Inggeris-Australia dekat Balai Cerap Spring Siding , misteri nebula ini menjadi jelas apabila ahli astronomi menyatakan bahawa ia kelihatan menyerap cahaya Latar Belakang Gelombang Mikro Kosmik (CMB). Sinaran latar belakang ini, yang merupakan sisa tenaga daripada Letupan Besar, memberikan suhu latar belakang semula jadi ruang – 2.725 K (–270.4 °C; -454.7 °F).
Untuk Nebula Boomerang menyerap sinaran itu, ia mestilah lebih sejuk daripada CMB. Pemerhatian seterusnya mendedahkan bahawa ini sebenarnya berlaku, kerana nebula mempunyai suhu kurang daripada setengah darjah K (-272.5 °C; -458.5 °F). Sebab untuk ini, menurut kajian baru-baru ini, ada kaitan dengan awan gas yang memanjang dari bintang tengah hingga jarak 21,000 AU (21 ribu kali ganda jarak antara Bumi dan Matahari).
Awan gas - yang merupakan hasil daripada jet yang ditembakkan oleh bintang pusat - berkembang pada kadar yang kira-kira 10 kali lebih cepat daripada apa yang boleh dihasilkan oleh satu bintang dengan sendirinya. Selepas menjalankan pengukuran dengan ALMA yang mendedahkan kawasan aliran keluar yang tidak pernah dilihat sebelum ini (ke jarak kira-kira 120,000 AU), pasukan membuat kesimpulan bahawa inilah yang mendorong suhu ke tahap yang lebih rendah daripada sinaran latar belakang
Mereka seterusnya berhujah bahawa ini adalah hasil daripada bintang pusat yang bertembung dengan pasangan binari pada masa lalu, malah dapat menyimpulkan seperti apa bintang utama sebelum ini berlaku. Yang utama, mereka dakwa, ialah bintang Red Giant Branch (RGB) atau bintang awal RGB - iaitu bintang dalam fasa akhir kitaran hayatnya - yang pengembangannya menyebabkan pasangan binarinya ditarik masuk oleh gravitinya.
Imej ALMA Nebula Boomerang, menunjukkan aliran keluar besar-besaranKredit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), R. Sahai
Bintang pendamping akhirnya akan bergabung dengan terasnya, yang menyebabkan aliran keluar gas bermula. Seperti yang dijelaskan oleh Raghvendra Sahai dalam a Siaran akhbar NRAO :
“Data baharu ini menunjukkan kepada kita bahawa kebanyakan sampul bintang daripada bintang gergasi merah besar itu telah diletupkan ke angkasa lepas pada kelajuan yang jauh melebihi kemampuan satu bintang gergasi merah. Satu-satunya cara untuk mengeluarkan begitu banyak jisim dan pada kelajuan yang melampau adalah daripada tenaga graviti dua bintang yang berinteraksi, yang akan menjelaskan sifat membingungkan aliran keluar ultra-sejuk itu.'
Penemuan ini dimungkinkan berkat keupayaan ALMA untuk memberikan ukuran yang tepat pada tahap, umur, jisim dan tenaga kinetik nebula. Selain itu, sebagai tambahan kepada mengukur kadar aliran keluar, mereka mengumpul bahawa ia telah berlaku selama sekitar 1050 hingga 1925 tahun. Penemuan juga menunjukkan bahawa hari-hari Nebula Boomerang sebagai objek paling sejuk di Alam Semesta yang diketahui mungkin dinomborkan.
Melihat ke hadapan, bintang gergasi merah di tengah dijangka meneruskan proses menjadi nebula planet - di mana bintang menumpahkan lapisan luarnya untuk membentuk cengkerang gas yang mengembang. Dalam hal ini, ia dijangka mengecut dan menjadi lebih panas, yang akan memanaskan nebula di sekelilingnya dan menjadikannya lebih cerah.
Sebagai Lars-Åke Nyman, ahli astronomi di Balai Cerap Bersama ALMA di Santiago, Chile, dan pengarang bersama di atas kertas, berkata :
'Kami melihat objek yang luar biasa ini pada tempoh yang sangat istimewa, sangat singkat dalam hayatnya. Mungkin penyejuk beku super kosmik ini agak biasa di alam semesta, tetapi ia hanya boleh mengekalkan suhu ekstrem sedemikian untuk masa yang agak singkat.'
Penemuan ini juga boleh memberikan pandangan baharu tentang satu lagi misteri kosmologi, iaitu bagaimana bintang gergasi dan rakannya berkelakuan. Apabila bintang yang lebih besar dalam sistem ini wujud fasa jujukan utamanya, ia mungkin memakan pasangannya yang lebih kecil dan begitu juga menjadi 'penyejuk beku kosmik'. Di sinilah terletak nilai objek seperti Nebula Boomerang, yang mencabar idea konvensional tentang interaksi sistem binari.
Ia juga menunjukkan nilai instrumen generasi akan datang seperti ALMA. Memandangkan keupayaan optik unggul mereka dan keupayaan untuk mendapatkan lebih banyak maklumat resolusi tinggi, mereka boleh menunjukkan kepada kita beberapa perkara yang tidak pernah dilihat sebelum ini tentang Alam Semesta kita, yang hanya boleh mencabar tanggapan prasangka kita tentang perkara yang mungkin di luar sana.
Bacaan lanjut: NRAO