KOSMOS klärt auf - Ein Bumerang in Kältestarre

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Ein Bumerang in Kältestarre

Null Kelvin, -273,15 °C, nichts bewegt sich mehr. Der absolute Nullpunkt als unterer Grenzwert der Temperatur ist erreicht – doch nur in theoretischer Hinsicht. Rein praktisch verbietet es der dritte Hauptsatz der Thermodynamik, dass sich ein System so extrem abkühlt.

Und doch existiert ein Ort im Universum, der diesen Zustand fast erreicht: der Bumerangnebel. Seit seiner Entdeckung in den 1980er-Jahren überrascht er Wissenschaftler und Forscher immer wieder. Als planetarischer Nebel befindet er sich im Sternbild Zentaur, etwa 5000 Lichtjahre von der Erde entfernt. Nicht zu Unrecht bezeichnen ihn viele als kältesten Ort im Universum: Mit -272 °C liegt die Temperatur dieser Region nur knapp oberhalb des absoluten Nullpunktes. Doch wie genau es zu einer so niedrigen Temperatur kommt, war bisher ein Rätsel.

Mit Hilfe neuer Daten des ALMA-Observatoriums (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) in Chile konnten Astronomen nun eine neue und enorm detailreiche Karte dieses Gebietes erstellen.

Seit 2013 offiziell in Betrieb, besteht es aus insgesamt 66 Antennen mit bis zu 12 Metern Durchmesser. Mit Hilfe von Interferometrie im Millimeter- und Submillimeterwellenbereich sollen mit ALMA wertvolle Informationen über die Geburt von Sternen gesammelt werden.

So war es nun auch möglich, einen genaueren Blick auf den Bumerangnebel zu werfen, die Ursache der enorm tiefen Temperatur genauer zu erforschen und bestehende Theorien zu prüfen.

Bisher gingen Forscher davon aus, dass ein kollabierender Stern das Gas des Nebels mit unglaublicher Geschwindigkeit ins All katapultiert hat. Dieses expandierende Gas kühlt ab, wodurch die erstaunlichen Temperaturen zu erklären wären. Dennoch war bisher nicht klar, ob ein einzelner Stern tatsächlich in der Lage ist, das Gas so enorm zu beschleunigen, dass es sich mit bis zu 170 Kilometern pro Sekunde entfernt.

Die neue ALMA-Karte gibt nun Anlass, diese Theorie zu modifizieren.

So lassen die detaillierten Aufnahmen vermuten, dass der Bumerangnebel einst aus zwei sich eng umkreisenden Sternen hervorging, die sich deutlich in Größe und Masse unterschieden. Nachdem der „Riese“ der beiden Sterne seinen stellaren Brennstoff aufgebraucht hatte, blähte er sich auf, bis er seinen kleineren Nachbarn geradezu verschluckte.

Im Laufe der Zeit stürzten die beiden Sterne schließlich ineinander, wodurch das Gas der Umgebung extrem beschleunigt wurde.

Und auch für die auffällige Form des Nebels lieferten die Submillimeteraufnahmen von ALMA eine plausible Erklärung.

Sie zeigen, dass die charakteristische Sanduhrenform des Nebels durch einen Staubgürtel hervorgerufen wird, der langsamer expandiert als das restliche Gas.

Doch der Titel als kälteste Region im All ist nicht von Dauer. Hat der sterbende Stern im Zentrum des Nebels erst sein Material aufgebraucht, kollabiert er zu einem sehr kompakten Überrest und hinterlässt einen deutlich größeren Nebel. Mit der Zeit erwärmt sich dieser Nebel schließlich wieder und ein anderer Ort wird den eisigen Titel zugewiesen bekommen.

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