博科公园-科学普及:这个年轻的行星状星云位于5000光年之外,有一个病态的创造者:一颗垂死的恒星在它的中心随着时间的推移,质量较低的恒星(大约是太阳质量的8倍或更少)会变成所谓的“红巨星”这些恒星的生命周期如下:当一颗恒星在其核心燃烧氢并将其融合成氦时,它的光度实际上增加了这是因为恒星不能产生足够的热量来维持自身重量,所以剩余的氢开始在核心的外层被压缩。这种压缩产生了更多的能量,但结果是,当外层的气体膨胀时,恒星也会膨胀。因此,虽然恒星更亮,但气体更冷,恒星看起来更红。当太阳变成红巨星时,它的表面将延伸到地球当前的轨道。
在这张由哈勃太空望远镜携带的相机拍摄的照片中,回飞棒星云非常多彩。照片:美国国家航空航天局、欧空局和哈勃遗产小组(STSCI/Aura)
最终,这颗巨星通过氢完全燃烧,更多巨大的红色巨星将开始将氦结合成更重的元素,但这一过程也有局限性,即当恒星的中心层坍塌时。这时,这颗恒星变成了白矮星。白矮星基本上是一个燃烧过的超致密恒星核心。当坍缩发生时,恒星的外层被留了下来,因为红巨星是如此巨大,它对外层的控制是如此脆弱白矮星发出的光照亮了气体,地球看到的结果是一个华丽的行星状星云。(这个名字是一个误称,可以追溯到18世纪的第一次发现,但它仍然存在。)这种气体迅速膨胀,以每小时363600英里(585000公里)的速度向外扩散这就是星云如此寒冷的原因——甚至比大爆炸留下的宇宙背景辐射还要冷(大约零下454.7华氏度,或2.76K)当气体膨胀时,
变冷,因为膨胀会导致压力下降,从而减慢气体分子的速度。温度基本上是分子运动速度的量度。分子越快,气体越热当使用储气罐清洁计算机时,可以观察到相同的现象:当喷射时,储气罐变冷,因为里面的气体压力迅速降低一些能使气体膨胀的能量来自气溶胶罐中的热能。因为镖状星云中的气体是由中心恒星以如此快的速度抛出的,所以大量的热能在一眨眼之间就消失了。加利福尼亚州帕萨迪纳市美国宇航局喷气推进实验室(JPL)的拉格文德拉·萨海认为,回旋镖星云比其他膨胀星云更冷,因为它的质量比垂死恒星快100倍,比太阳快1000亿倍。
地球上最冷的地方是哪里?麻省理工学院的研究人员已经冷冻了一种含有0.0000005 k钠和钾的气体(小球体是钠原子,大球体是钾原子)照片:麻省理工学院的学生将会很高兴知道他们的学校是最冷的2015年,一组物理学家将原子冷却到有史以来的最低温度:0.0000005 K这比回旋镖星云要冷得多,但这只是因为科学家用激光冷却钠和钾的单个原子。许多科学家团队继续努力使气体变冷。喷气推进实验室拥有的冷原子实验室于2018年发射到国际空间站,可能很快会产生宇宙中已知的最冷的物体。编者按包括2018年8月1日冷原子实验室的最新结果。
博科公园-科学普及|文章:杰西·埃姆斯·帕克/生活科学
博科公园-传播宇宙科学之美
阅读原文并下载iOS+安卓应用程序:博科公园