Um velho, estrela gigante vermelha no meio de uma morte gelada produziu o objeto mais frio conhecido no cosmos - a nebulosa Boomerang. Como esta estrela foi capaz de criar um ambiente surpreendentemente mais frio do que a temperatura natural de fundo do espaço profundo, tem sido um mistério irresistível por mais de duas décadas.

A resposta, de acordo com astrônomos usando o Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA), pode ser que uma pequena estrela companheira tenha mergulhado no coração da gigante vermelha, ejetando a maior parte da matéria da estrela maior como um fluxo ultrafrio de gás e poeira.

Esse fluxo está se expandindo tão rapidamente - cerca de 10 vezes mais rápido do que uma única estrela poderia produzir sozinha - que sua temperatura caiu para menos de meio grau Kelvin (menos 458,5 graus Fahrenheit). Zero graus Kelvin é conhecido como zero absoluto, o ponto em que todo o movimento termodinâmico pára.

As observações do ALMA permitiram aos pesquisadores desvendar esse mistério, fornecendo os primeiros cálculos precisos da extensão da nebulosa, era, massa, e energia cinética.

"Esses novos dados nos mostram que a maior parte do envelope estelar da enorme estrela gigante vermelha foi lançada no espaço a velocidades muito além da capacidade de um único, estrela gigante vermelha, "disse Raghvendra Sahai, astrônomo do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA em Pasadena, Califórnia, e autor principal em um artigo que aparece no Astrophysical Journal . "A única maneira de ejetar tanta massa e em velocidades extremas é a partir da energia gravitacional de duas estrelas interagindo, o que explicaria as propriedades intrigantes do fluxo ultrafrio. "Tais companheiros íntimos podem ser responsáveis ​​pela morte precoce e violenta da maioria das estrelas no universo, Sahai observou.

"As propriedades extremas do Boomerang desafiam as idéias convencionais sobre tais interações e nos fornecem uma das melhores oportunidades para testar a física de sistemas binários que contêm uma estrela gigante, "acrescenta Wouter Vlemmings, astrônomo da Chalmers University of Technology, na Suécia, e co-autor do estudo.

A Nebulosa Boomerang está localizada a cerca de 5, 000 anos-luz da Terra na constelação de Centaurus. Espera-se que a estrela gigante vermelha em seu centro encolha e fique mais quente, em última análise, ionizando o gás ao seu redor para produzir uma nebulosa planetária. As nebulosas planetárias são objetos deslumbrantes criados quando estrelas como o nosso Sol (ou algumas vezes maiores) perdem suas camadas externas como uma concha em expansão perto do fim de sua vida alimentada pela fusão nuclear. A nebulosa Boomerang representa os estágios iniciais deste processo, uma chamada nebulosa pré-planetária.

Quando a nebulosa Boomerang foi observada pela primeira vez em 1995, astrônomos notaram que ele estava absorvendo a luz do Fundo Cósmico de Microondas, que é a radiação residual do Big Bang. Essa radiação fornece a temperatura natural de fundo do espaço - apenas 2,725 graus acima do zero absoluto. Para que a nebulosa Boomerang absorva essa radiação, tinha que ser ainda mais frio do que este prolongado, energia fraca que tem esfriado continuamente por mais de 13 bilhões de anos.

As novas observações do ALMA também produziram uma imagem evocativa desta nebulosa pré-planetária, mostrando um fluxo em forma de ampulheta dentro de um fluxo ultrafrio aproximadamente redondo. O fluxo de saída da ampulheta se estende por mais de três trilhões de quilômetros de ponta a ponta (cerca de 21, 000 vezes a distância do Sol à Terra), e é o resultado de um jato que está sendo disparado pela estrela central, varrendo as regiões internas do fluxo ultrafrio como um limpador de neve.

O fluxo ultrafrio é mais de 10 vezes maior. Viajando mais de 150 quilômetros por segundo, levou material em suas bordas externas aproximadamente 3, 500 anos para alcançar essas distâncias extremas depois de ter sido ejetado pela primeira vez da estrela moribunda.

Essas condições, Contudo, não vai durar muito. Mesmo agora, a nebulosa do Boomerang está esquentando lentamente.

"Vemos este objeto notável de uma forma muito especial, período de vida muito curto de sua vida, "observou Lars-Åke Nyman, astrônomo do Joint ALMA Observatory em Santiago, Chile, e coautor no artigo. "É possível que esses congeladores supercósmicos sejam bastante comuns no universo, mas eles só podem manter essas temperaturas extremas por um tempo relativamente curto. "