Il s'agit d'une image composite de la nébuleuse du Boomerang, une nébuleuse pré-planétaire produite par une étoile mourante. Observations ALMA (orange) montrant l'écoulement en forme de sablier, qui est intégré à l'intérieur d'un écoulement ultra-froid à peu près rond. La sortie du sablier s'étend sur plus de trois mille milliards de kilomètres d'un bout à l'autre (environ 21, 000 fois la distance du Soleil à la Terre), et est le résultat d'un jet qui est tiré par l'étoile centrale, balayant les régions intérieures de la sortie ultra-froide comme un chasse-neige. La sortie ultra-froide est environ 10 fois plus importante. Les données ALMA sont affichées au-dessus d'une image du télescope spatial Hubble Crédit :ALMA (ESO/NAOJ/NRAO); NASA/ESA Hubble; NRAO/AUI/NSF
Un ancien, Une étoile géante rouge en proie à une mort glaciale a produit l'objet le plus froid connu du cosmos :la nébuleuse du Boomerang. Comment cette étoile a pu créer un environnement étonnamment plus froid que la température de fond naturelle de l'espace lointain est un mystère irrésistible depuis plus de deux décennies.
La réponse, selon les astronomes utilisant l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), peut-être qu'une petite étoile compagne a plongé au cœur de la géante rouge, éjectant la plus grande partie de la matière de la plus grande étoile sous la forme d'un écoulement ultra-froid de gaz et de poussière.
Cet écoulement s'étend si rapidement - environ 10 fois plus vite qu'une seule étoile ne pourrait le produire - que sa température est tombée à moins d'un demi-degré Kelvin (moins 458,5 degrés Fahrenheit). Le zéro degré Kelvin est connu sous le nom de zéro absolu, le point auquel tout mouvement thermodynamique s'arrête.
Les observations d'ALMA ont permis aux chercheurs de percer ce mystère en fournissant les premiers calculs précis de l'étendue de la nébuleuse, âge, Masse, et l'énergie cinétique.
"Ces nouvelles données nous montrent que la majeure partie de l'enveloppe stellaire de la gigantesque étoile géante rouge a été projetée dans l'espace à des vitesses bien au-delà des capacités d'un seul, étoile géante rouge, " dit Raghvendra Sahai, astronome au Jet Propulsion Laboratory de la NASA à Pasadena, Californie, et auteur principal d'un article paru dans le Journal d'astrophysique . "La seule façon d'éjecter autant de masse et à des vitesses aussi extrêmes est de l'énergie gravitationnelle de deux étoiles en interaction, ce qui expliquerait les propriétés déroutantes de la sortie ultra-froide. » Ces compagnons proches peuvent être responsables de la disparition précoce et violente de la plupart des étoiles de l'univers Sahai a noté.
"Les propriétés extrêmes du Boomerang remettent en question les idées conventionnelles sur de telles interactions et nous offrent l'une des meilleures opportunités pour tester la physique des systèmes binaires contenant une étoile géante, " ajoute Wouter Vlemmings, astronome à l'Université de technologie Chalmers en Suède et co-auteur de l'étude.
La nébuleuse du Boomerang, une nébuleuse pré-planétaire produite par une étoile mourante. Les observations d'ALMA montrent l'écoulement en forme de sablier, qui est intégré à l'intérieur d'un écoulement ultra-froid à peu près rond. La sortie du sablier s'étend sur plus de trois mille milliards de kilomètres d'un bout à l'autre (environ 21, 000 fois la distance du Soleil à la Terre), et est le résultat d'un jet qui est tiré par l'étoile centrale, balayant les régions intérieures de la sortie ultra-froide comme un chasse-neige. La sortie ultra-froide est environ 10 fois plus importante. Crédit :ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), R. Sahai
La nébuleuse du Boomerang est située à environ 5, 000 années-lumière de la Terre dans la constellation du Centaure. L'étoile géante rouge en son centre devrait rétrécir et devenir plus chaude, ionisant finalement le gaz qui l'entoure pour produire une nébuleuse planétaire. Les nébuleuses planétaires sont des objets éblouissants créés lorsque des étoiles comme notre soleil (ou quelques fois plus grosses) perdent leurs couches externes sous la forme d'une coquille en expansion vers la fin de leur vie alimentée par la fusion nucléaire. La nébuleuse du Boomerang représente les toutes premières étapes de ce processus, une nébuleuse dite pré-planétaire.
Lorsque la nébuleuse du Boomerang a été observée pour la première fois en 1995, les astronomes ont noté qu'il absorbait la lumière du fond cosmique micro-ondes, qui est le rayonnement résiduel du Big Bang. Ce rayonnement fournit la température de fond naturelle de l'espace, à seulement 2,725 degrés au-dessus du zéro absolu. Pour que la nébuleuse du Boomerang absorbe ce rayonnement, il devait être encore plus froid que cette persistance, faible énergie qui se refroidit continuellement depuis plus de 13 milliards d'années.
Les nouvelles observations d'ALMA ont également produit une image évocatrice de cette nébuleuse pré-planétaire, montrant un écoulement en forme de sablier à l'intérieur d'un écoulement ultra-froid à peu près rond. La sortie du sablier s'étend sur plus de trois mille milliards de kilomètres d'un bout à l'autre (environ 21, 000 fois la distance du Soleil à la Terre), et est le résultat d'un jet qui est tiré par l'étoile centrale, balayant les régions intérieures de la sortie ultra-froide comme un chasse-neige.
La sortie ultra-froide est plus de 10 fois plus importante. Voyager à plus de 150 kilomètres par seconde, il a pris de la matière sur ses bords extérieurs environ 3, 500 ans pour atteindre ces distances extrêmes après sa première éjection de l'étoile mourante.
Ces conditions, cependant, ne durera pas longtemps. Même maintenant, la nébuleuse du Boomerang se réchauffe lentement.
"Nous voyons cet objet remarquable à un moment très spécial, période très courte de sa vie, " a noté Lars-Åke Nyman, astronome à l'Observatoire conjoint ALMA de Santiago, Chili, et co-auteur de l'article. "Il est possible que ces congélateurs super cosmiques soient assez communs dans l'univers, mais ils ne peuvent maintenir des températures aussi extrêmes que pendant une période relativement courte."
