היכן המקום הקר ביותר ביקום? כרגע, אסטרונומים רואים ב"ערפילית הבומרנג "כבוד. זה הופך אותו אפילו קר יותר מטמפרטורת הרקע הטבעית של החלל! מה הופך אותו לקפוא יותר מהזרימה החמקמקה של המפץ הגדול? אסטרונומים משתמשים בכוחותיו של טלסקופ ה- ALMA (Atacama Large Millimeter / submillimeter Array) כדי לספר לנו עוד על תכונותיו הצוננות ועל צורתו הלא שגרתית.
"הבומרנג" שונה בכל הדרך. זה עדיין לא ערפילית פלנטרית. מקור האור המתדלק - הכוכב המרכזי - פשוט לא מספיק חם עדיין כדי לפלוט כמויות אדירות של קרינה אולטרה-סגולה שמאירה את המבנה. כרגע הוא מואר באור כוכבים המבהיק את גרגרי האבק שמסביב. כאשר היא נצפתה לראשונה באור אופטי על ידי הטלסקופים היבשתיים שלנו, נראה כי הערפילית הועברה לצד אחד וככה היא קיבלה את שמה המפואר. תצפיות לאחר מכן עם טלסקופ החלל האבל חשפו מבנה מזכוכית של שעה. עכשיו, הזן את ALMA. בעזרת תצפיות חדשות אלה אנו יכולים לראות שתמונות האבל מראות רק חלק ממה שקורה והאונות הכפולות שנראו בנתונים הישנים היו ככל הנראה רק "טריק של אור" כפי שהוצג על ידי אורכי גל אופטי.
"חפץ אולטרה-קר זה מסקרן ביותר ואנחנו לומדים הרבה יותר על אופיו האמיתי עם ALMA," אמר רג'נדרה סהאי, חוקר ומדען ראשי במעבדת ההנעה סילונית של נאס"א בפסדינה, קליפורניה, ומחבר הראשי של מאמר שפורסם בכתב העת האסטרופיסי. "מה שנראה כמו אונה כפולה, או צורת 'בומרנג', מהטלסקופים אופטיים מבוססי כדור הארץ, הוא למעשה מבנה רחב הרבה יותר שמתרחב במהירות לחלל."
אז מה קורה שם שהופך את הבומרנג לקוח כל כך מגניב? זה היציאה, מותק. הכוכב המרכזי מתרחב בקצב תזזיתי והוא מוריד את הטמפרטורה שלו בעצמו. דוגמא עיקרית לכך היא מזגן. הוא משתמש בגז המתרחב כדי ליצור גרעין קר יותר וככל שהבריזה נושבת עליו - או במקרה זה, הקליפה המתרחבת - מקורר הסביבה סביבו. אסטרונומים הצליחו לקבוע עד כמה מגניב הגז בערפילית על ידי ציין כיצד הוא ספג את הקבוע של קרינת הרקע הקוסמית של מיקרוגל: 2.8 מעלות קלווין מושלמת (מינוס 455 מעלות פרנהייט).
"כאשר אסטרונומים התבוננו באובייקט זה בשנת 2003 עם האבל, הם ראו צורה 'קלאסית שעון חול' מאוד קלאסית", העיר סהאי. "לערפיליות פלנטאריות רבות יש את אותו המראה האונה הכפולה, שהיא תוצאה של זרמי גז במהירות גבוהה המופזרים מהכוכב. המטוסים חופר אז חורים בענן גז מסביב שהופלט על ידי הכוכב עוד מוקדם יותר בחייו כענק אדום. "
עם זאת, הטלסקופים באורך גל מילימטר יחיד, לא ראו דברים כמו האבל. במקום מותניים רזים, הם מצאו דמות מלאה יותר - "יצוא חומר כמעט כדורי". על פי פרסום החדשות, ההחלטה חסרת התקדים של ALMA איפשרה לחוקרים לקבוע מדוע היה הבדל כזה במראה הכללי. מבנה האונה הכפולה ניכר כאשר התרכזו בהתפלגות מולקולות הפחמן החד-חמצני כפי שנראו באורכי גל מילימטר, אך רק לעבר החלק הפנימי של הערפילית. אולם מבחוץ היה סיפור אחר. ALMA חשף ענן גז קר ומתוח שהיה מעוגל יחסית. יתרה מזאת, החוקרים הצביעו על מסדרון עבה של גרגרי אבק בגודל מילימטר העוטפים את כוכב האביב - הסיבה שהענן החיצוני קיבל מראה של עניבת פרפר באור נראה! גרגרי האבק הללו הגנו על חלק מאור הכוכב, ומאפשרים רק הצצה באורכי גל אופטיים המגיעים מקצות הענן הנגדי.
"זה חשוב להבנה כיצד כוכבים מתים והופכים לערפיליות פלנטריות," אמר סהאי. "בעזרת ALMA הצלחנו לשפוך אור חדש על גרבי המוות של כוכב דמוי שמש."
יש עוד יותר ממצאים חדשים אלה. למרות שהיקף הערפילית מתחיל להתחמם, הוא עדיין מעט קר יותר מרקע המיקרוגל הקוסמי. מה יכול להיות אחראי? רק תשאלו את איינשטיין. הוא כינה זאת "האפקט הפוטואלקטרי".
מקור סיפור מקורי: מהדורת החדשות של NRAO.
