سردترین نقطه جهان کجاست؟

سحابی بومرنگ سردترین نقطه‌ی جهان و سردترین شیئی است که تاکنون کشف شده است. این سحابی در فاصله‌ی ۵۰۰۰ سال نوری از زمین در صورت فلکی قنطورس قرار دارد. سحابی بومرنگ ابری درخشان از غبار و گازهای یونیزه است. سحابی سیاره‌ای جوانی که ستاره‌‌ی غول سرخی در مرکز آن قرار دارد. این ستاره زمانی به خورشید ما شباهت داشت اما ۱۰۰ برابر سریع‌تر از دیگر ستاره‌های در حال مرگ، جرم خود را از دست می‌دهد.

به نقل از ناسا این نابودی سریع باعث شده است که ستاره‌ی یادشده ۱/۵ برابر جرم خورشیدی را در طول ۱۵۰۰ سال گذشته از دست بدهد. از آنجا که گازها با سرعت زیاد ۱۶۴ کیلومتر بر ثانیه منتشر می‌شوند بخش زیادی از انرژی گرمایی این ستاره از بین می‌رود.

خروجی‌ نهایی چنین فرآیندی منطقه‌ای بسیار سرد در فضا است که با پائین‌ترین حد مقیاس دمایی ترمودینامیک یعنی صفر مطلق می‌توان آن را توصیف کرد. دمای این منطقه براساس سانتی‌گراد برابر با منفی ۲۷۳/۱۵ درجه و براساس مقیاس فارنهایت برابر با منفی ۴۵۹/۶۷ درجه است.

دمای داخل سحابی بومرنگ برابر با منفی ۲۷۲ درجه‌ی سانتی‌گراد است. در این نقطه سحابی بومرنگ یک درجه‌ی سانتی‌گراد بالای صفر مطلق است که سه برابر سردتر از کمترین دمای ثبت‌شده روی گنبد فوجی قطب جنوب در سال ۲۰۱۰ است که دمای آن به منفی ۹۳/۲ درجه‌ی سانتی‌گراد می‌رسید. دمای سحابی بومرنگ حتی از دمای پس‌زمینه‌ی ماکروویوی کیهانی (CMB) که از بیگ‌بنگ باقی مانده است، کمتر است (منفی ۲۷۰/۴ درجه‌ی سانتی‌گراد). در واقع نور CMB توسط سحابی بومرنگ جذب شده است و به‌سرعت هنگام کشف این سحابی در سال ۱۹۸۰ شناسایی شد.

^{داده‌های مرئی تلسکوپ فضایی هابل به رنگ بنفش هستند درحالی‌که بومرنگ نارنجی توسط آرایه‌ی میلی‌متری/زیرمیلیمتری عظیم آتاکاما (ALMA) ثبت شده است.}

ستاره‌شناسانی به نام کیت تایلر و مایک اسکاروت در سال ۱۹۸۰ بررسی سحابی بومرنگ را با استفاده از تلسکوپ زمینی آنگلو-استرالین در رصدخانه‌ی سایدینگ اسپرینگ بررسی کردند. در آن زمان آن‌ها نمی‌دانستند این سحابی سردترین نقطه‌ی جهان است اما براساس شکل این سحابی نام بومرنگ را روی آن گذاشتند. تلسکوپ فضایی هابل در سال ۱۹۹۸ تصویر دقیق‌تری را از سحابی یادشده ثبت کرد که نشان‌دهنده‌ی شباهت آن به کراوات یا یک ساعت شنی بود؛ اما قبل از آن ستاره‌شناسی به نام راگوندرا ساهای به پیش‌بینی مناطق سرد در مقاله‌ی خود پرداخته بود. این مقاله سال ۱۹۹۰ در مجله‌ی Astrophysical منتشر شد.

ساهای می‌گوید باد ستاره به سرعت منبسط می‌شود و به سمت بیرون جریان پیدا می‌کند، به این ترتیب دمای ستاره به شکل چشمگیری کاهش می‌یابد و به یک یخچال کیهانی تبدیل می‌شوند. تیمی به سرپرستی ساهای در سال ۱۹۹۵ از تلسکوپ زیرمیلی‌متری سوئدی ESO در شیلی برای تست نظریه‌ی نقاط سرد جهان روی سحابی بومرنگ استفاده کردند که در نهایت توانستند دمای این نقطه را اندازه‌گیری کنند.

^{آرایه‌ی زیرمیلی‌متری/میلی‌متری عظیم آتاکاما (ALMA) دمای سردترین نقطه‌ی جهان را تأیید کرد.}

دمای سحابی با استفاده از آرایه‌ی میلی‌متری/زیرمیلیمتری عظیم آتاکاما (ALMA) در شیلی در سال ۲۰۱۳ تأیید شد؛ اما پژوهش ساهای بود که در سال ۲۰۱۷ در مجله‌ی Astrophysical منتشر شد و سرنخ‌های زیادی را درباره‌ی سردترین نقطه‌ی جهان ارائه کرد. پژوهش ساهای نشان داد دمای کم به دلیل شتاب سریع گاز به وجود آمده است اما او به دنبال توضیحی برای علت سرعت بالای کاهش دمای غول سرخ در حال مرگ بود. به نقل از ساهالی که در آزمایشگاه پیش رانش جت ناسا (JPL) در پاسادنای کالیفرنیا کار می‌کند:

تنها راه تخلیه‌ی بخش زیادی از جرم ستاره با چنین سرعت بالایی ناشی از انرژی گرانشی دو ستاره‌ی در حال واکنش است که می‌تواند معمای ویژگی جریان فراسرد را توجیه کند.

در واقع لایه‌ی خارجی ستاره از دو نقطه‌ی کوچک تخلیه می‌شد که به دلیل انبساط هوا قابل توجه بود و به سرعت در حال سرد شدن بود. گام بعدی دانشمندان یافتن پدیده‌های مشابهی است که برای همیشه در حال سرد شدن باشند. در نهایت ستاره‌ی مرکز سحابی بومرنگ به یک کوتوله‌ی سفید تبدیل خواهد شد.