A pesar de lo que puedan decir los hipsters, el barrio de Williamsburg de Brooklyn no es en realidad el lugar más frío del universo. Más bien, ese honor podría recaer en uno de estos dos lugares: una nebulosa en el espacio o un laboratorio del MIT.
En cualquier caso, será mejor que cojas tu chaqueta, porque estos lugares son muy, muy, increíblemente fríos.
La nebulosa del Bumerán, que es una mezcla interestelar de polvo y gases ionizados, se hunde a una temperatura asombrosa de menos 458 grados Fahrenheit (menos 272 grados Celsius), o sólo un grado Celsius por encima del cero absoluto, según lo medido por los astrónomos utilizando el Atacama Large Millimeter-submillimeter Array (ALMA) en Chile en 2013.
Situada a 5.000 años luz, esta joven nebulosa planetaria tiene un creador mórbido: una estrella moribunda en su centro. Con el paso del tiempo, las estrellas que se encuentran en el extremo menos pesado de la escala de masas -unas ocho veces la masa del Sol o menos- se convierten en las llamadas gigantes rojas.
Así es como transcurre la vida de este tipo de estrellas: A medida que la estrella quema su suministro de hidrógeno en su núcleo, fusionándolo en helio, su luminosidad aumenta. Esto se debe a que la estrella no puede generar suficiente calor para soportar su propio peso, por lo que el hidrógeno restante comienza a comprimirse en capas en el exterior del núcleo. Esta compresión genera más energía, pero el resultado es que la estrella se hincha más al expandirse los gases de sus capas exteriores. Así, aunque la estrella es más luminosa, sus gases se enfrían y la estrella parece más roja. Las gigantes rojas son grandes; cuando el Sol se convierta en una, su superficie se extenderá hasta la órbita actual de la Tierra.
Al final, la gigante quema todo su hidrógeno. Las gigantes rojas más masivas comenzarán entonces a fusionar el helio en elementos más pesados, pero ese proceso también tiene límites, y es entonces cuando las capas centrales de la estrella colapsan. En ese momento, la estrella se convierte en una enana blanca, que es básicamente el núcleo quemado y superdenso de la estrella. A medida que se produce el colapso, las capas exteriores de la estrella se quedan atrás, ya que la gigante roja es tan grande que el agarre de sus capas exteriores es tenue. La luz de la estrella enana blanca ilumina el gas, y el resultado para los terrícolas es una preciosa nebulosa planetaria. (El nombre es erróneo, ya que data de los primeros avistamientos en el siglo XVIII, pero se mantuvo.)
Ese gas se expande muy rápidamente, moviéndose hacia afuera a velocidades superiores a las 363.600 mph (585.000 km/h). Y esta es la razón por la que la nebulosa es tan fría, incluso más fría que la radiación cósmica de fondo que quedó del Big Bang (que es de unos 454,7 grados F, o 2,76 kelvins).
Cuando los gases se expanden, se enfrían. Esto ocurre porque la expansión hace que la presión disminuya, y una disminución de la presión hace que las moléculas de gas se ralenticen. (La temperatura es básicamente una medida de la rapidez con la que se mueven las moléculas. Cuanto más rápidas sean las moléculas, más caliente estará el gas.)
Puedes observar el mismo fenómeno cuando utilizas una lata de aire para limpiar un ordenador: La lata de aire se enfría cuando rocías, porque la presión del gas en su interior disminuye rápidamente. Parte de la energía para hacer que el gas se expanda se toma de la energía térmica de la lata de aerosol. Debido a que los gases de la nebulosa del bumerán fueron lanzados por la estrella central a una velocidad tan grande, una gran cantidad de energía calorífica se esfumó en un abrir y cerrar de ojos.
Raghvendra Sahai, del Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA, en Pasadena, California, cree que la nebulosa del Bumerán es aún más fría que otras nebulosas en expansión porque está arrojando su masa unas 100 veces más rápido que esas estrellas moribundas, o unas 100.000 millones de veces más rápido que el sol expulsa masa.
¿Pero qué pasa con los lugares fríos de la Tierra?
Los estudiantes del MIT se alegrarán de saber que su escuela es -hasta ahora- la más fría. En 2015, un equipo de físicos de allí enfrió átomos a la temperatura más fría de la historia: 500 nanokelvins, o 0,0000005 kelvins (menos 459,67 F o menos 273,15 C). Eso es mucho más frío que la Nebulosa del Bumerán, pero sólo porque los científicos utilizaron láseres para enfriar átomos individuales de sodio y potasio.
Sin embargo, Cambridge no será el más frío para siempre. Muchos equipos de científicos han seguido trabajando para hacer que los gases sean aún más fríos. El JPL tiene el Laboratorio de Átomos Fríos, que se lanzó a la Estación Espacial Internacional en 2018 y ya ha producido el objeto más frío conocido en el espacio, y pronto podría producir el objeto más frío conocido en el universo.
Nota del editor: Esta historia se actualizó a las 11:02 horas del 1 de agosto de 2018 para incluir los últimos resultados del Laboratorio de Átomos Fríos.
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