Vedcov už dlho zaujíma otázka: aké je vo vesmíre chladno. Teplota tam spravidla nie je nižšia ako teplota reliktného žiarenia, ktoré prestupuje celým vesmírom. Na miestach, kde zomierajú hviezdy, však môžu teploty klesnúť oveľa nižšie. Je to presne také miesto, ktoré sa vedcom podarilo nájsť v planetárnej hmlovine Bumerang.
Priemerná teplota na Zemi, planéte, ktorá je vzdialená viac ako 149 miliónov kilometrov od Slnka, sa udržuje na hranici 300 K. Je potrebné poznamenať, že planéta je stále zahrievaná horúcim jadrom, navyše by pri absencii atmosféry boli teplotné ukazovatele ďalších 50 K menej. Čím ďalej je predmet od najbližšej hviezdy, tým je chladnejšie. Napríklad na Plute je priemerná teplota iba 44 K. Pri takomto tempe dokonca zamrzne aj dusík, čo znamená, že zo zemskej atmosféry by nezostalo prakticky nič, pretože obsahuje 80 percent dusíka. Mimo slnečnej sústavy, v medzihviezdnom priestore, je oveľa chladnejšie.
Molekulárne oblaky plávajú naprieč galaxiou, ktorej látka má teplotu asi 10 - 20 K, čo je takmer absolútna nula. V galaxii už nie sú žiadne nižšie teploty, pretože zvyšok jej častí je zahriaty na jeden alebo druhý stupeň hviezdnym žiarením.
V medzigalaktickom priestore je však teplota ešte nižšia ako v molekulárnom oblaku, ktorý je ďaleko od zdrojov žiarenia. Galaxie sú oddelené miliónmi svetelných rokov prázdnoty a jediné žiarenie dosahujúce všetky kúty vesmíru je mikrovlnné žiarenie pozadia, ktoré zostalo z Veľkého tresku. Vďaka vlnám reliktného žiarenia teplota v intergalaktickom priestore neklesne pod 2,73 K. Na prvý pohľad sa môže zdať, že chladnejšia jednoducho nemôže byť, ale v skutočnosti to tak nie je.
Presnejšie, teoreticky by mohlo byť aj chladnejšie. Aby teplotné indexy intergalaktického priestoru klesli pod 2,73 K, je potrebné počkať, kým sa vesmír mierne roztiahne. Táto expanzia už nastáva - vesmír sa rozpína rýchlosťou asi 770 kilometrov za sekundu v priebehu 3,26 milióna svetelných rokov. V súčasnosti vek vesmíru dosahuje 13,78 miliárd rokov a keď sa stane dvojnásobným, bude reliktné žiarenie schopné udržať teplotu iba o jeden stupeň nad absolútnou nulou.
Teplotná mapa predplanetárnej hmloviny Bumerang
A najneočakávanejšie správy od vedcov: najchladnejšie miesto vo vesmíre možno nájsť už v tejto chvíli a nie príliš ďaleko od Zeme - v hmlovine Bumerang, ktorá sa nachádza iba 5 tisíc svetelných rokov od našej planéty.
Propagačné video:
V strede tejto hmloviny je umierajúca hviezda, ktorá bola v minulosti rovnako ako Slnko žltým trpaslíkom. Rovnako ako ostatné hviezdy tej istej spektrálnej triedy sa stal červeným obrom a skončil v systéme, ktorý vzišiel z bieleho trpaslíka a okolo neho vznikla predplanetárna hmlovina.
Planetárna hmlovina sa zvyčajne nazýva pozostatky periférnych oblastí červeného obra, ktoré boli vyvrhnuté hviezdou v období, keď sa jej stred zmenšil na veľkosť bieleho trpaslíka. Predtým, ako sa červený trpaslík stane planetárnou hmlovinou, sa z nej na chvíľu stane predplanetárna hmlovina. V prípade, že v nej vzniknú všetky potrebné podmienky, môžu ukazovatele teploty v hmlovine klesnúť pod najnižšie teploty vo vesmíre. Indický astronóm Ravendra Sahai dospel k podobným záverom a oveľa skôr, ako jeho tím vytvoril teplotnú mapu hmloviny Bumerang a presvedčil sa, že je tam naozaj veľmi chladno.
Hmlovina Bumerang je najchladnejším miestom vo vesmíre
Foto: ESA / NASA
Predplanetárna hmlovina vzniká, ak teplota v jadre hviezdy stúpa, ale zároveň sa periférna hmota ešte len začína oddeľovať. Tento proces nastáva pri niekoľkých ejekciách plazmových prúdov, ktoré začínajú vo vonkajšej vrstve hviezdnej hmoty. Podľa vesmírnych štandardov existujú tieto prúdy veľmi krátko - iba niekoľko tisíc rokov. Za predpokladu, že sa plazma v prúde pohybuje rýchlo (a v hmlovine Boomerang je to presne tak), potom k strate hmoty hviezdou dochádza vysokou rýchlosťou. Vďaka tejto obrovskej rýchlosti v hmlovine vznikajú oblasti, v ktorých teplotný index nepresahuje 0,5 K, čo je oveľa nižšia teplota ako na akomkoľvek inom mieste vo vesmíre.
A to všetko preto, že tepelná energia molekúl sa premieňa na kinetickú energiu pohybu, vďaka čomu sa vzduch ochladzuje.