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O lugar mais frio do universo é a Nebulosa do Bumerangue. Essa nebulosa protoplanetária está a aproximadamente 5.000 anos-luz da Terra em direção à constelação Centaurus, o Centauro.
Também conhecida como “Nebulosa da Gravata Borboleta”, as temperaturas desse local chegam a -272 ºC, menos de 1 ºC acima do zero absoluto, o menor limite para as temperaturas. Além disso, esta nebulosa é o único objeto mais frio que a radiação cósmica de fundo, deixada pelo Big Bang.
Quanto mais afastadas das fontes de calor, mais frias ficam as regiões. Por exemplo, por causa da distância que está do Sol, a Terra tem temperaturas médias de 26 ºC graças à nossa atmosfera; na ausência dela, a temperatura no planeta seria quase 50 ºC mais fria.
Esse afastamento do calor da luz do Sol também pode ser evidenciado em Plutão, já que as temperaturas por lá ficam em, aproximadamente, -229 ºC. Ao pensar em locais mais distantes, temos as nuvens moleculares, objetos frios que viajam solitários pela galáxia e têm temperaturas algumas dezenas acima do zero absoluto.
No entanto, nenhum desses objetos se comparam ao frio da Nebulosa do Bumerangue.
O local mais frio do universo
Foto: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/R. Sahai
Como muitos dos locais mais frios registrados estão em laboratórios, é difícil afirmar qual o local mais frio do universo. Mas ainda assim, a Nebulosa do Bumerangue se destaca quando o assunto é frio. Mesmo que não possamos enviar um termômetro até o local, análises espectrais indicam que as temperaturas chegam a -272 ºC.
Essa nebulosa mal chega a um grau (tanto centígrado quanto Kelvin) acima do zero absoluto, de -273,15 ºC ou 0 K. Este termo representa a menor temperatura que algum corpo pode chegar no universo. Lembrando que na física, a temperatura mede o movimento dos átomos como um reflexo da energia deles, por isso, o zero absoluto é o ponto em que os átomos do corpo estão em repouso e não há mais energia cinética para ser extraída.
Outra forma de explicar o frio desta nebulosa é considerando a radiação cósmica de fundo (“CMB”, na sigla em inglês). Em resumo, esta é uma radiação “fóssil” liberada logo após o Big Bang, e representa o mais longe que um telescópio consegue enxergar. A CMB mede -270,4 ºC, o que torna a Nebulosa do Bumerangue mais fria que a radiação.
Como é formada por uma estrela chegando ao fim de sua vida, essa nebulosa protoplanetária está expelindo suas camadas externas, perdendo massa a mais rápido que outros em processos similares. De acordo com informações da Nasa, ela perdeu cerca de 1,5 massa solar nos últimos 1.500 anos.
Ao expelir suas camadas gasosas à taxa de 165 km/s, a Nebulosa do Bumerangue está perdendo grande quantidade de energia térmica.
A descoberta da Nebulosa do Bumerangue
Foto: NRAO/AUI/NSF/NASA/STScI/JPL
A Nebulosa do Bumerangue foi observada pelos astrônomos Keith Taylor e Mike Scarrott, em 1980, por meio de telescópio em solo do observatório Siding Spring, na Austrália. Na época, eles não sabiam que tinham observado o lugar mais frio do universo, mas informaram que o objeto era formado por dois lóbulos assimétricos, que sugeriam uma forma curva parecida com a de um bumerangue, por isso o nome.
Em 1998, o telescópio espacial Hubble trouxe novos detalhes da nebulosa e revelou que o formato era mais semelhante ao de uma gravata-borboleta do que a de um bumerangue. Os novos dados relatavam arcos difusos e filamentos misturados com o interior do gás difuso nos lóbulos da nebulosa, algo diferente não notado em outras nebulosas planetárias.
O astrônomo Raghvendra Sahai também pesquisava sobre o local e informou sobre a existência de regiões frias na nebulosa e descreveu sua teoria em um artigo publicado na revista The Astrophysical Journal. De acordo com Sahai, o vento emitido pela estrela poderia se expandir rapidamente conforme fluía para fora, diminuindo a temperatura enquanto isso.
Por causa das condições das camadas externas da estrela da nebulosa, a matéria expelida vai para mais longe, em direção ao meio que envolve o objeto. Nesse local, ela se expande e esfria mais rapidamente que a radiação ao redor. Após isso, em 1995, uma equipe de pesquisadores liderada pelo astrônomo utilizou o telescópio Swedish-ESO Submillimetre Telescope para testar a teoria, que explicaria sobre a temperatura do objeto.
A temperatura foi confirmada em 2013 e, em 2017, Sahai publicou um estudo que explicava o porquê de todo aquele frio. A pesquisa aponta que as baixas temperaturas dela vinham de uma gigante vermelha que estava morrendo, expulsando gases a altíssimas velocidades, talvez em função de interações gravitacionais com alguma estrela vizinha.
O nascimento da Nebulosa do Bumerangue
Foto: Twitter/@SpaceToday1
A Nebulosa do Bumerangue é uma jovem nebulosa protoplanetária nascida de uma estrela se aproximando do fim de sua vida. Conforme as estrelas parecidas com o Sol queimam o hidrogênio em seu núcleo e o transformam em hélio, por meio de fusão nuclear, a luminosidade delas aumentam, e como não conseguem gerar calor o suficiente para sustentar o peso, o hidrogênio que sobrou é expelido nas camadas fora do núcleo.
Isso gera mais energia e incha a estela, expandido as camadas externas. Apesar da luminosidade, os gases dela esfriam e a estrela fica avermelhada, por isso o nome “gigante vermelha”. Conforme as reservas de combustível acabam, chegará um momento em que o núcleo da estrela colapsará, enquanto suas camadas externas serão expelidas pelo espaço.
O núcleo vira uma anã branca, uma estrela “morta” e bastante densa, com altíssima temperatura. Ela emite luz ultravioleta, que interage com as camadas externas ao redor dela e torna visível, como nebulosas planetárias. Essa nebulosa recém-formada continua em expansão, mas desaparecerá, deixando somente a anã branca para trás.
No fim, a “nebulosa protoplanetária” não tem relação com planetas. Estes objetos foram nomeados dessa forma porque foram encontrados por meio de observações com telescópios pequenos, menos potentes que aqueles de hoje, e provocaram a impressão de serem similares com planetas distantes.
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