Les scientifiques s'intéressent depuis longtemps à la question: à quel point il fait froid dans l'espace. En règle générale, la température n'y est pas inférieure à la température du rayonnement relique, qui imprègne tout l'Univers. Cependant, dans les endroits où les étoiles meurent, les températures peuvent chuter beaucoup plus bas. C'est précisément un tel endroit que les scientifiques ont réussi à trouver dans la nébuleuse planétaire du Boomerang.
La température moyenne sur Terre, une planète située à plus de 149 millions de kilomètres du Soleil, est maintenue à moins de 300 K. Il faut noter que la planète est toujours chauffée par le noyau chaud, et de plus, en l'absence d'atmosphère, les indicateurs de température seraient de 50 autres K moins. Plus un objet est éloigné de l'étoile la plus proche, plus il fait froid. Par exemple, sur Pluton, la température moyenne n'est que de 44 K. À de telles vitesses, même l'azote gèle, ce qui signifie qu'il ne restera pratiquement rien de l'atmosphère terrestre, car elle contient 80% d'azote. En dehors du système solaire, dans l'espace interstellaire, il fait beaucoup plus froid.
Les nuages moléculaires flottent autour de la galaxie, la substance dans laquelle a une température d'environ 10-20 K, ce qui est proche du zéro absolu. Il n'y a plus de températures plus basses dans la galaxie, puisque le reste de ses parties est réchauffé à un degré ou à un autre par le rayonnement stellaire.
Cependant, dans l'espace intergalactique, la température est encore plus basse que dans un nuage moléculaire, qui est loin des sources de rayonnement. Les galaxies sont séparées par des millions d'années-lumière de vide, et le seul rayonnement atteignant tous les coins de l'espace est le rayonnement de fond micro-ondes, qui reste du Big Bang. En raison des ondes de rayonnement relique, la température dans l'espace intergalactique ne descend pas en dessous de 2,73 K. À première vue, il peut sembler qu'il ne peut tout simplement pas être plus froid, mais en fait c'est loin d'être le cas.
Plus précisément, il pourrait théoriquement être plus froid. Pour que les indices de température de l'espace intergalactique descendent en dessous de 2,73 K, il faut attendre que l'Univers se dilate légèrement. Cette expansion a déjà lieu - l'univers se développe à une vitesse d'environ 770 kilomètres par seconde sur 3,26 millions d'années-lumière. Actuellement, l'âge de l'Univers atteint 13,78 milliards d'années, et quand il deviendra deux fois plus grand, le rayonnement relique pourra maintenir la température à seulement un degré au-dessus du zéro absolu.
Carte de température de la nébuleuse préplanétaire de Boomerang
Et la nouvelle la plus inattendue des scientifiques: l'endroit le plus froid de l'Univers se trouve déjà en ce moment, et pas très loin de la Terre - dans la nébuleuse de Boomerang, située à seulement 5 mille années-lumière de notre planète.
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Au centre de cette nébuleuse se trouve une étoile mourante, qui était autrefois comme le Soleil, une naine jaune. Comme le reste des étoiles de la même classe spectrale, elle est devenue une géante rouge et s'est retrouvée dans un système issu d'une naine blanche et d'une nébuleuse préplanétaire qui s'est développée autour d'elle.
La nébuleuse planétaire est généralement appelée les restes des régions périphériques de la géante rouge, éjectée par l'étoile pendant la période où son centre a rétréci à la taille d'une naine blanche. Mais, avant de devenir une nébuleuse planétaire, la naine rouge devient une nébuleuse préplanétaire pendant un certain temps. Dans le cas où toutes les conditions nécessaires se présentent, les indicateurs de température dans la nébuleuse peuvent tomber en dessous des températures les plus basses de l'Univers. L'astronome indien Ravendra Sahai est parvenu à des conclusions similaires et, bien avant son équipe, a créé une carte de température de la nébuleuse de Boomerang et s'est assuré qu'il faisait vraiment très froid là-bas.
La nébuleuse du Boomerang est l'endroit le plus froid de l'univers
Photo: ESA / NASA
Une nébuleuse préplanétaire apparaît si la température dans le noyau de l'étoile augmente, mais en même temps, la matière périphérique commence tout juste à se séparer. Ce processus se produit avec plusieurs éjections de flux de plasma qui commencent dans la couche externe de matière stellaire. Selon les normes cosmiques, ces courants existent depuis très peu de temps - seulement quelques milliers d'années. A condition que le plasma dans le flux se déplace rapidement (et dans la nébuleuse de Boomerang c'est exactement le cas), alors la perte de matière par l'étoile se produit à une vitesse élevée. C'est en raison de cette vitesse énorme dans la nébuleuse que se produisent ces régions dans lesquelles l'indice de température ne dépasse pas 0,5 K, ce qui est nettement inférieur à la température à tout autre endroit de l'Univers.
Et tout cela parce que l'énergie thermique des molécules est convertie en énergie cinétique de mouvement, grâce à laquelle l'air se refroidit.