Où est l'endroit le plus froid de l'Univers? À l'heure actuelle, les astronomes considèrent que la «nébuleuse du boomerang» a les honneurs. Cela le rend encore plus froid que la température de fond naturelle de l'espace! Qu'est-ce qui la rend plus glaciale que la rémanence insaisissable du Big Bang? Les astronomes utilisent les pouvoirs du télescope Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) pour nous en dire plus sur ses propriétés froides et sa forme inhabituelle.
Le «Boomerang» est différent tout autour. Ce n'est pas encore une nébuleuse planétaire. La source de lumière alimentante - l'étoile centrale - n'est tout simplement pas encore assez chaude pour émettre les quantités massives de rayonnement ultraviolet qui éclairent la structure. À l'heure actuelle, il est éclairé par la lumière des étoiles qui brille sur ses grains de poussière environnants. Quand elle a été observée pour la première fois en lumière optique par nos télescopes terrestres, la nébuleuse semblait être décalée d'un côté et c'est ainsi qu'elle a obtenu son nom fantaisiste. Des observations ultérieures avec le télescope spatial Hubble ont révélé une structure en sablier. Maintenant, entrez ALMA. Avec ces nouvelles observations, nous pouvons voir que les images Hubble ne montrent qu'une partie de ce qui se passe et les doubles lobes vus dans les données plus anciennes n'étaient probablement qu'un «tour de lumière» tel que présenté par les longueurs d'onde optiques.
"Cet objet ultra-froid est extrêmement intrigant et nous en apprenons beaucoup plus sur sa vraie nature avec ALMA", a déclaré Raghvendra Sahai, chercheur et scientifique principal au Jet Propulsion Laboratory de la NASA à Pasadena, en Californie, et auteur principal d'un article publié dans le Astrophysical Journal. "Ce qui semblait être un double lobe, ou une forme de" boomerang ", provenant de télescopes optiques basés sur la Terre, est en fait une structure beaucoup plus large qui se développe rapidement dans l'espace."
Alors, que se passe-t-il qui fait du Boomerang un client si cool? C'est la sortie, bébé. L'étoile centrale se développe à un rythme effréné et baisse sa propre température dans le processus. Un excellent exemple de ceci est un climatiseur. Il utilise du gaz en expansion pour créer un noyau plus froid et lorsque la brise souffle dessus - ou dans ce cas, la coque en expansion - l'environnement autour de lui est refroidi. Les astronomes ont pu déterminer à quel point le gaz dans la nébuleuse était froid en notant comment il absorbait la constante du rayonnement de fond micro-ondes cosmique: un parfait 2,8 degrés Kelvin (moins 455 degrés Fahrenheit).
"Lorsque les astronomes ont regardé cet objet en 2003 avec Hubble, ils ont vu une forme de sablier très classique", a commenté Sahai. «De nombreuses nébuleuses planétaires ont cette même apparence à double lobe, qui est le résultat de courants de gaz à grande vitesse rejetés par l'étoile. Les jets creusent ensuite des trous dans un nuage de gaz environnant qui a été éjecté par l'étoile encore plus tôt dans sa vie en tant que géant rouge. »
Cependant, les télescopes à longueur d'onde millimétrique à antenne parabolique ne voyaient pas les choses de la même manière que Hubble. Plutôt qu'une taille maigre, ils ont trouvé une silhouette plus complète - une «sortie de matière presque sphérique». Selon le communiqué de presse, la résolution sans précédent d'ALMA a permis aux chercheurs de déterminer pourquoi il y avait une telle différence dans l'apparence globale. La structure à double lobe était évidente quand ils se sont concentrés sur la distribution des molécules de monoxyde de carbone comme on le voit aux longueurs d'onde millimétriques, mais seulement vers l'intérieur de la nébuleuse. L'extérieur était une histoire différente, cependant. ALMA a révélé un nuage de gaz froid étiré qui était relativement arrondi. De plus, les chercheurs ont également identifié un épais couloir de grains de poussière de taille millimétrique enveloppant l'étoile progénitrice - la raison pour laquelle le nuage extérieur a pris l'apparence d'un nœud papillon à la lumière visible! Ces grains de poussière protégeaient une partie de la lumière de l'étoile, permettant juste un aperçu des longueurs d'onde optiques provenant des extrémités opposées du nuage.
«C'est important pour comprendre comment les étoiles meurent et deviennent des nébuleuses planétaires», a déclaré Sahai. "En utilisant ALMA, nous avons pu littéralement et au figuré être en mesure de jeter un nouvel éclairage sur les affres d'une étoile semblable au Soleil."
Il y a encore plus à ces nouvelles découvertes. Même si le périmètre de la nébuleuse commence à se réchauffer, il est toujours un peu plus froid que le fond cosmique des micro-ondes. Quel pourrait être responsable? Demandez à Einstein. Il l'a appelé «l'effet photoélectrique».
Source de l'histoire originale: Communiqué de presse du NRAO.
