Élet és tudomány

A Csillagászat Éve képekben - A leghidegebb csokornyakkendő

Megjelent az Élet és tudomány 2009. májusi számában

Írta: Gesztesi Albert

A képen látható különös alakú, kék színű csillagközi gázfelhő az úgynevezett Bumeráng-köd. A felvételt a Hubble űrtávcső készítette sárgászöld szűrőn keresztül, 1000 másodperces expozíciós idővel. Ennek a csillagászati értelemben fiatal planetáris ködnek tőlünk mért távolsága körülbelül 5000 fényév, és a Kentaur csillagképben látható.

A planetáris ködöknek, magyarul bolygószerű ködöknek – nevükkel ellentétben – semmi közük a bolygókhoz. Csupán a távcsövekkel megfigyelt képük hasonlít valamiféle elmosódott körvonalú bolygó képére, innen ered az elnevezésük. Az első planetáris ködöt Charles Messier francia csillagász fedezte fel 1764-ben, katalógusában a 27-es számot kapta, ezt ma Súlyzó-köd néven ismerjük (M 27).
A múlt század elején, az akkori technikai eszközökkel még nem tudtak különbséget tenni a csillagok között látható ködös foltok eltérő fajtái között. Voltak közöttük távoli galaxisok, intersztelláris gázfelhők és planetáris ködök. E téren az áttörést a spektroszkópia alkalmazása hozta meg. A távcsövekre szerelt színképelemző készülékek egyes képződményekről könnyen kimutatták, hogy színképük a csillagokéra hasonlít, ezek tehát csillagokból állnak, azaz galaxisok. Mások spektrumában viszont csak néhány keskeny vonal volt látható, ez a gázok színképére jellemző. A csillagközi gázfelhők és a planetáris ködök is gázból állnak. Ez utóbbiak a Napunkhoz hasonló tömegű csillagok élete vége felé keletkeznek. Amikor a belső energiatermelést biztosító nukleáris fűtőanyag, a hidrogén fogytán van, a csillag magja összehúzódik és erősen felhevül. Ennek során lefújja külső, hidegebb gázrétegét, ami táguló buborékként terjed szét a térben. Ezt nevezzük planetáris ködnek. Rövid életű képződmények, néhány ezer vagy néhányszor tízezer év alatt szétoszlanak. Azért fénylenek, mert szülőcsillaguk erős ultraibolya sugárzása fénylésre gerjeszti gázatomjaikat, illetve mert visszaverik a csillag fényét.
Tejútrendszerünkben körülbelül más­félezer planetáris ködöt ismerünk, ezeknek jó része gömb alakú, de vannak szimmetrikusan elnyúlt, lepkéhez hasonlító megjelenésűek is.
Két ausztrál csillagász, Keith Taylor és Mike Scarrott adta ennek a ködnek a bumeráng jelzőt még 1980-ban, mivel földi távcsővel szemlélve ahhoz hasonlónak látták. Csak amikor a Hubble űrteleszkóp 1998-ban sokkal jobb felbontású, részletgazdagabb képet készített róla, akkor derült ki, hogy inkább csokornyakkendőre emlékeztető szerkezete van.
A Bumeráng-köd az egyik legérdekesebb hely a galaxisunkban. 1995-ben két csillagász Sahai és Nyman, Chilében az Európai Déli Obszervatórium (ESO), 15 méter átmérőjű rádióteleszkópjával vizsgálták, és megállapították, hogy ez a leghidegebb kozmikus objektum. Hőmérséklete -272 Celsius fok, ami mindössze 1 fokkal magasabb az abszolút nullánál. Még az egész világegyetemet kitöltő kozmikus háttérsugárzás hőmérséklete is két fokkal magasabb ennél! Ez az egyetlen olyan objektum a belátható Univerzumban, ami hidegebb a háttérsugárzásnál.
A Hubble űrtávcső felvételén a Bumeráng-köd csokornyakkendő formájú diffúz gázfelhőjében halvány anyagívek és sejtelmes, szálas képződmények látszanak. Ez a forma és belső szerkezet lényegesen különbözik az eddig ismert planetáris ködökétől. Lehet, hogy a Bumeráng-köd annyira fiatal, hogy még nem fejlődött ki benne ez a struktúra? A planetáris ködök kialakulásának és fejlődésének folyamata még nem teljesen tisztázott a kutatók előtt, nincs magyarázat alakjuk sokféleségére sem.
A Bumeráng-ködöt egy 500 000 km/óra sebességgel táguló gázfelhő képezi, amelyet a közepében lévő, haldokló csillag lökött ki magából. Minden bizonnyal a gáznak ez a heves tágulása okozza a rendkívüli mértékű lehűlését. A számítások szerint ebben a folyamatban a szülőcsillaga körülbelül 1500 év óta, évente 1/1000-ed naptömegnyi anyagot veszít. Ez egy-két nagyságrenddel nagyobb mennyiség, mint más, hasonló objektumok esetében megfigyeltek.