Un antiguo, La 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 fue capaz de crear un entorno sorprendentemente más frío que la temperatura de fondo natural del espacio profundo ha 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 haya hundido en el corazón de la gigante roja, expulsando la mayor parte de la materia de la estrella más grande como una salida ultra fría de gas y polvo.

Este flujo de salida se está expandiendo tan rápidamente, unas 10 veces más rápido de lo que podría producir una sola estrella por sí sola, que su temperatura ha caído a menos de medio grado Kelvin (menos 458,5 grados Fahrenheit). Cero grados Kelvin se conoce como cero absoluto, el punto en el que todo movimiento termodinámico se detiene.

Las observaciones de ALMA permitieron a los investigadores desentrañar este misterio al proporcionar los primeros cálculos precisos de la extensión de la nebulosa. la edad, masa, y energía cinética.

"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 Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California, y autor principal en un artículo que aparece en el Diario astrofísico . "La única forma de expulsar tanta masa y a velocidades tan extremas es a partir de la energía gravitacional de dos estrellas que interactúan, lo que explicaría las desconcertantes propiedades del flujo de salida ultrafrío ". Compañeros tan cercanos pueden ser responsables de la desaparición temprana y violenta de la mayoría de las estrellas del universo, Sahai señaló.

"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, "añade 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, ionizando finalmente el gas a su alrededor para producir una nebulosa planetaria. Las nebulosas planetarias son objetos deslumbrantes creados cuando estrellas como nuestro sol (o un par de 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, una nebulosa llamada preplanetaria.

Cuando se observó por primera vez la nebulosa Boomerang 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 grados por encima del cero absoluto. Para que la Nebulosa Boomerang absorba esa radiación, tenía que ser incluso más frío que este persistente, energía tenue 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, mostrando un flujo de salida en forma de reloj de arena dentro de un flujo de salida ultrafrío aproximadamente redondo. El flujo de salida de reloj de arena se extiende más de tres billones de kilómetros de un extremo a otro (alrededor de 21, 000 veces la 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 una quitanieves.

El flujo de salida ultrafrío es más de 10 veces mayor. Viajando a más de 150 kilómetros por segundo, tomó material en sus bordes exteriores aproximadamente 3, 500 años para alcanzar estas distancias extremas después de que fue expulsada por primera vez de la estrella moribunda.

Estas condiciones, sin embargo, no durará mucho. Incluso ahora, la Nebulosa Boomerang se está calentando lentamente.

"Vemos este objeto extraordinario en un lugar muy especial, período muy breve de su vida, "señaló Lars-Åke Nyman, astrónomo del Observatorio Conjunto ALMA en Santiago, Chile, y coautor del artículo. "Es posible que estos supercongeladores cósmicos sean bastante comunes en el universo, pero sólo pueden mantener temperaturas tan extremas durante un tiempo relativamente corto ".