Forskere har længe været interesserede i spørgsmålet: hvor koldt det er i rummet. Som regel er temperaturen der ikke lavere end relikstrålingens temperatur, som gennemsyrer hele universet. Men på steder, hvor stjerner dør, kan temperaturen falde meget lavere. Forskere formåede at finde et sådant sted i den planetariske Boomerang-tåge.
Den gennemsnitlige temperatur på Jorden, en planet, der ligger i en afstand på mere end 149 millioner kilometer fra Solen, holdes inden for 300 K. Det skal bemærkes, at planeten stadig opvarmes af den varme kerne, og derudover ville temperaturindikatorerne i fravær af atmosfæren være yderligere 50 K mindre. Jo længere et objekt er fra den nærmeste stjerne, jo koldere er det. For eksempel på Pluto er den gennemsnitlige temperatur kun 44 K. Ved sådanne hastigheder fryser selv kvælstof, hvilket betyder, at der praktisk talt ikke er noget tilbage af jordens atmosfære, fordi det indeholder 80 procent kvælstof. Uden for solsystemet, i det interstellære rum, er det meget koldere.
Molekylære skyer flyder over galaksen, hvis stof har en temperatur på ca. 10-20 K, hvilket er tæt på absolut nul. Der er ikke længere nogen lavere temperaturer i galaksen, da resten af dens dele opvarmes i en eller anden grad af stjernestråling.
I det intergalaktiske rum er temperaturen endnu lavere end i en molekylær sky, der er langt fra strålingskilder. Galakserne er adskilt af millioner af ugyldige lysår, og den eneste stråling, der når ud til alle hjørner af rummet, er mikrobølgebaggrundsstråling, som er tilbage fra Big Bang. På grund af bølgerne af relikstråling falder temperaturen i det intergalaktiske rum ikke under 2,73 K. Ved første øjekast kan det virke som om det simpelthen ikke kan være koldere, men faktisk er det langt fra tilfældet.
Mere præcist kunne det teoretisk være koldere. For at temperaturindekserne i det intergalaktiske rum kan falde til under 2,73 K, er det nødvendigt at vente på, at universet ekspanderer lidt. Denne udvidelse finder allerede sted - universet ekspanderer med en hastighed på ca. 770 kilometer i sekundet over 3,26 millioner lysår. I øjeblikket når universets alder 13,78 milliarder år, og når det bliver dobbelt så stort, vil relikstrålingen være i stand til at holde temperaturen kun en grad over absolut nul.
Temperaturkort over den præplanetære Boomerang-tåge
Og de mest uventede nyheder fra forskere: det koldeste sted i universet findes allerede i dette øjeblik og ikke meget langt fra jorden - i Boomerang-tågen, der kun ligger 5 tusind lysår fra vores planet.
Salgsfremmende video:
I midten af denne tåge er der en døende stjerne, der ligesom solen var en gul dværg i fortiden. Som resten af stjernerne i den samme spektralklasse blev den til en rød kæmpe og endte i et system, der opstod fra en hvid dværg og en preplanetær tåge, der opstod omkring den.
Den planetariske tåge kaldes normalt resterne af den røde kæmpes perifere områder, skubbet ud af stjernen i den periode, hvor dens centrum faldt til størrelsen af en hvid dværg. Men før den røde dværg bliver en planetarisk tåge, bliver den en preplanetær tåge i et stykke tid. I tilfælde af at alle de nødvendige forhold opstår i det, kan temperaturindikatorerne i tågen falde til under de laveste temperaturer i universet. Den indiske astronom Ravendra Sahai kom til lignende konklusioner, og meget tidligere end hans team oprettede et temperaturkort over Boomerang-tågen og sørgede for, at det virkelig er meget koldt der.
Boomerang-tågen er det koldeste sted i universet
Foto: ESA / NASA
En preplanetær tåge opstår, når temperaturen i stjernens kerne stiger, men på samme tid er det perifere stof lige begyndt at adskille sig. Denne proces finder sted ved flere udstødninger af plasmastrømme, der begynder i det ydre lag af stjernemateriale. Ifølge kosmiske standarder eksisterer disse strømme i meget kort tid - kun et par tusinde år. Forudsat at plasmaet i strømmen bevæger sig hurtigt (og i Boomerang-tågen er dette nøjagtigt tilfældet), opstår tabet af stof fra stjernen ved en høj hastighed. Det er på grund af denne enorme hastighed i tågen, at de regioner opstår, hvor temperaturindekset ikke overstiger 0,5 K, hvilket er signifikant lavere end temperaturen noget andet sted i universet.
Og alt fordi molekylernes termiske energi omdannes til kinetisk bevægelsesenergi, som luften køler af.