Vědci se dlouho zajímali o otázku: jak je ve vesmíru chladno. Teplota zde zpravidla není nižší než teplota reliktního záření, které prostupuje celým vesmírem. Na místech, kde hvězdy umírají, však teploty mohou klesnout mnohem nižší. Vědcům se podařilo najít takové místo v planetární mlhovině Boomerang.
Průměrná teplota na Zemi, planetě vzdálené více než 149 milionů kilometrů od Slunce, se udržuje na 300 K. K méně. Čím dále je předmět od nejbližší hvězdy, tím je chladnější. Například na Plutu je průměrná teplota pouze 44 K. Při takových rychlostech zamrzne i dusík, což znamená, že by z pozemské atmosféry nezbylo prakticky nic, protože obsahuje 80 procent dusíku. Mimo sluneční soustavu, v mezihvězdném prostoru, je mnohem chladněji.
Molekulární mračna se vznášejí kolem galaxie, jejíž látka má teplotu asi 10-20 K, což je téměř absolutní nula. V galaxii již neexistují žádné nižší teploty, protože zbytek jejích částí je ohříván na ten či onen stupeň hvězdným zářením.
V mezigalaktickém prostoru je však teplota ještě nižší než v molekulárním mračnu, které je daleko od zdrojů záření. Galaxie jsou odděleny miliony světelných let prázdnoty a jediné záření zasahující do všech koutů vesmíru je mikrovlnné záření pozadí, které zbylo z Velkého třesku. Díky vlnám reliktního záření teplota v intergalaktickém prostoru neklesne pod 2,73 K. Na první pohled se může zdát, že prostě nemůže být chladnější, ale ve skutečnosti tomu tak není.
Přesněji řečeno, teoreticky by mohlo být chladnější. Aby teplotní indikátory intergalaktického prostoru klesly pod 2,73 K, je nutné počkat, až se vesmír mírně rozpíná. K této expanzi již dochází - vesmír se rozpíná rychlostí přibližně 770 kilometrů za sekundu během 3,26 milionu světelných let. V současné době věk vesmíru dosahuje 13,78 miliard let, a když se stane dvakrát tak velkým, bude reliktní záření schopné udržet teplotu pouze o jeden stupeň nad absolutní nulou.
Teplotní mapa předplanetární mlhoviny Boomerang
A nejneočekávanější zprávy od vědců: nejchladnější místo ve vesmíru lze nalézt již v tomto okamžiku a ne příliš daleko od Země - v mlhovině Boomerang, která se nachází jen 5 tisíc světelných let od naší planety.
Propagační video:
Uprostřed této mlhoviny je umírající hvězda, která byla v minulosti jako Slunce, žlutý trpaslík. Stejně jako ostatní hvězdy stejné spektrální třídy se stal červeným obrem a skončil v systému, který vznikl z bílého trpaslíka a předplanetární mlhoviny, která vznikla kolem něj.
Planetární mlhovina se obvykle nazývá zbytky periferních oblastí červeného obra, které se hvězda vymrštila během období, kdy se její střed zmenšil na velikost bílého trpaslíka. Než se však červený trpaslík stal planetární mlhovinou, stal se na chvíli předplanetární mlhovinou. V případě, že v ní nastanou všechny nezbytné podmínky, mohou ukazatele teploty v mlhovině klesnout pod nejnižší teploty ve vesmíru. Indický astronom Ravendra Sahai dospěl k podobným závěrům a mnohem dříve než jeho tým vytvořil teplotní mapu mlhoviny Boomerang a ujistil se, že je tam opravdu velmi chladno.
Mlhovina Bumerang je nejchladnějším místem ve vesmíru
Foto: ESA / NASA
Předplanetární mlhovina vzniká, když teplota v jádru hvězdy stoupá, ale zároveň se začíná oddělovat periferní hmota. K tomuto procesu dochází s několika ejekce plazmových proudů, které začínají ve vnější vrstvě hvězdné hmoty. Podle kosmických standardů existují tyto proudy velmi krátkou dobu - jen několik tisíc let. Za předpokladu, že se plazma v proudu rychle pohybuje (a v mlhovině Boomerang je to přesně tak), dochází ke ztrátě hmoty hvězdou vysokou rychlostí. Díky této obrovské rychlosti v mlhovině vznikají ty oblasti, ve kterých teplotní index nepřesahuje 0,5 K, což je mnohem nižší teplota než na jakémkoli jiném místě ve vesmíru.
A to vše proto, že tepelná energie molekul se přeměňuje na kinetickou energii pohybu, díky čemuž se vzduch ochlazuje.