Туманность Бумеранг, представляющая собой межзвездное скопление пыли и ионизированных газов, охлаждается до температуры, вызывающей шок, до минус 272 градуса по Цельсию, или просто на градус Цельсия выше абсолютного нуля. Это измерили астрономы с помощью Atacama Large Millimeter Array (ALMA) в Чили в 2013 году.
Эта молодая планетарная туманность, расположенная на расстоянии 5000 световых лет от нас, имеет патологического создателя: умирающую звезду в центре. Со временем к концу своего существования звезды увеличиваются до своей критической массы, примерно в восемь раз больше массы Солнца, и становятся так называемыми красными гигантами.
Вот как протекает цикл жизни этого типа звезды: поскольку звезда сгорает благодаря запасу водорода в своем ядре, превращая его в гелий , ее светимость фактически увеличивается. Это потому, что звезда не может генерировать достаточно тепла, чтобы выдержать собственный вес, и оставшийся водород начинает сжиматься в слоях снаружи ядра. Это сжатие генерирует много энергии, в результате звезда расширяется, когда газы в ее внешних слоях расширяются. Таким образом, звезда становится более яркой, ее газы охлаждаются, и она выглядит более красной. Красные гиганты очень большие, когда солнце станет красным гигантом, его поверхность расширится до текущей орбиты Земли.
В конце концов, гигант сжигает свой водород полностью. Тогда более массивные красные гиганты начинают смешивать гелий с более тяжелыми элементами, но этот процесс также имеет свои пределы, и именно тогда центральные слои звезды разрушаются. В этот момент звезда превращается в белого карлика, который в основном является сгоревшим сверхплотным ядром звезды. Когда происходит коллапс, внешние слои звезды остаются позади, потому что красный гигант настолько велик, что его сцепление с внешними слоями незначительно. Свет от белой карликовой звезды освещает газ, и в результате земляне получают великолепную планетарную туманность. (Название является неправильным, оно датируется первыми наблюдениями в 18 веке, но оно приелось и используется повсеместно).
Этот газ очень быстро расширяется и движется от ядра со скоростью около 585 000 км/ч. И именно поэтому туманность настолько холодная - даже холоднее, чем космическое фоновое излучение, оставшееся от Большого взрыва(который составляет около минус 454,7 градусов по Фаренгейту, или 2,76 Кельвинов ).
По мере расширения газов они становятся холоднее. Это происходит потому, что расширение вызывает падение давления, а снижение давления замедляет молекулы газа (ведь температура - это в основном измерение скорости движения молекул, чем быстрее молекулы, тем горячее газ).
Рагхвендра Сахай из Лаборатории реактивного движения НАСА в Пасадене, штат Калифорния, считает, что туманность Бумеранг даже холоднее других расширяющихся туманностей, потому что она сбрасывает свою массу примерно в 100 раз быстрее, чем умирающие звезды, или примерно в 100 миллиардов раз быстрее, чем наше солнце выбрасывает массу.
Но как насчет холодных мест на Земле?
В 2015 году команда физиков охладила атомы до абсолютного минимума: 500 нанокельвинов или 0,0000005 кельвинов (минус 459,67 F или минус 273,15 C). Это намного холоднее, чем туманность Бумеранг. Это удалось им при помощи лазеров для охлаждения отдельных атомов натрия и калия.
Многие команды ученых продолжают работать над тем, чтобы сделать газы еще холоднее. У JPL есть Лаборатория холодного атома, которая была отправлена на Международную космическую станцию в 2018 году и уже произвела самый холодный из известных объектов в космосе , и вскоре может произвести самый холодный из известных объектов во Вселенной.
