Una antigua estrella gigante roja en medio de una muerte gélida ha producido el objeto más frío conocido en el cosmos: la Nebulosa Boomerang. Cómo esta estrella pudo crear un ambiente sorprendentemente más frío que la temperatura natural de fondo del espacio profundo haha sido un misterio convincente durante más de dos décadas.
La respuesta, según los astrónomos que utilizan el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array ALMA, puede ser que una pequeña estrella compañera se ha hundido en el corazón de la gigante roja, expulsando la mayor parte de la materia de la estrella más grande como una estrella ultrafríasalida de gas y polvo.
Este flujo de salida se está expandiendo tan rápidamente, unas 10 veces más rápido de lo que una sola estrella podría producir por sí sola, que su temperatura ha caído a menos de medio grado Kelvin menos 458,5 grados Fahrenheit. Cero grados Kelvin se conoce comocero absoluto, el punto en el que se detiene todo movimiento termodinámico.
Las observaciones de ALMA permitieron a los investigadores desentrañar este misterio al proporcionar los primeros cálculos precisos de la extensión, la edad, la masa y la energía cinética de la nebulosa.
"Estos nuevos datos nos muestran que la mayor parte de la envoltura estelar de la estrella gigante roja masiva ha sido lanzada al espacio a velocidades mucho más allá de las capacidades de una sola estrella gigante roja", dijo Raghvendra Sahai, astrónomo del Jet de la NASAPropulsion Laboratory en Pasadena, California, y autor principal de un artículo que aparece en el Astrophysical Journal: "La única forma de expulsar tanta masa y a velocidades tan extremas es a partir de la energía gravitacional de dos estrellas en interacción, lo que explicaría las desconcertantes propiedades deel flujo de salida ultrafrío". Tales compañeros cercanos pueden ser responsables de la desaparición temprana y violenta de la mayoría de las estrellas en el universo, señaló Sahai.
"Las propiedades extremas del Boomerang desafían las ideas convencionales sobre tales interacciones y nos brindan una de las mejores oportunidades para probar la física de los sistemas binarios que contienen una estrella gigante", agrega Wouter Vlemmings, astrónomo de la Universidad Tecnológica de Chalmers.en Suecia y coautor del estudio.
La Nebulosa Boomerang se encuentra a unos 5.000 años luz de la Tierra en la constelación de Centauro. Se espera que la estrella gigante roja en su centro se encoja y se caliente más, finalmente ionizando el gas a su alrededor para producir una nebulosa planetaria. Las nebulosas planetarias son deslumbrantesobjetos creados cuando estrellas como nuestro Sol o algunas veces más grandes arrojan sus capas externas como una capa en expansión cerca del final de su vida impulsada por la fusión nuclear. La Nebulosa Boomerang representa las primeras etapas de este proceso, un llamadonebulosa preplanetaria.
Cuando la Nebulosa Boomerang se observó por primera vez en 1995, los astrónomos notaron que estaba absorbiendo la luz del Fondo Cósmico de Microondas, que es la radiación sobrante del Big Bang. Esta radiación proporciona la temperatura de fondo natural del espacio: solo 2.725 gradospor encima del cero absoluto. Para que la nebulosa Boomerang absorbiera esa radiación, tenía que ser aún más fría que esta energía tenue y persistente que se ha estado enfriando continuamente durante más de 13 mil millones de años.
Las nuevas observaciones de ALMA también produjeron una imagen evocadora de esta nebulosa preplanetaria, que muestra un flujo de salida con forma de reloj de arena dentro de un flujo de salida ultrafrío más o menos redondo. El flujo de salida del reloj de arena se extiende más de tres billones de kilómetros de extremo a extremo alrededor de 21 000 vecesla distancia del Sol a la Tierra, y es el resultado de un chorro que está siendo disparado por la estrella central, barriendo las regiones internas del flujo de salida ultrafrío como un quitanieves.
El flujo de salida ultrafrío es más de 10 veces mayor. Viajando a más de 150 kilómetros por segundo, el material en sus bordes exteriores tardó aproximadamente 3500 años en alcanzar estas distancias extremas después de ser expulsado por primera vez de la estrella moribunda.
Estas condiciones, sin embargo, no durarán mucho. Incluso ahora, la nebulosa Boomerang se está calentando lentamente.
"Vemos este notable objeto en un período muy especial y de muy corta duración de su vida", señaló Lars-Åke Nyman, astrónomo del Observatorio Conjunto ALMA en Santiago, Chile, y coautor del artículo".Es posible que estos súper congeladores cósmicos sean bastante comunes en el universo, pero solo pueden mantener temperaturas tan extremas durante un tiempo relativamente corto".
El Observatorio Nacional de Radioastronomía es una instalación de la Fundación Nacional de Ciencias, operado bajo acuerdo de cooperación por Associated Universities, Inc.
El Atacama Large Millimeter/submillimeter Array ALMA, una instalación astronómica internacional, es una asociación de ESO, la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU. NSF y los Institutos Nacionales de Ciencias Naturales NINS de Japón en cooperación con la República deChile ALMA es financiado por ESO en nombre de sus Estados miembros, por NSF en cooperación con el Consejo Nacional de Investigación de Canadá NRC y el Consejo Nacional de Ciencias de Taiwán NSC y por NINS en cooperación con la Academia Sinica ASen Taiwán y el Instituto de Astronomía y Ciencias Espaciales de Corea KASI.
Fuente de la historia:
Materiales proporcionado por Observatorio Nacional de Radioastronomía. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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