El lugar más frío del universo

El lugar más frío del universo
El lugar más frío del universo.

A la temperatura cosmológicamente gélida de un grado Kelvin (-269,4 grados Celsius), la Nebulosa Boomerang es el objeto más frío conocido en el Universo – más fría, de hecho, que el débil resplandor del Big Bang, que es la temperatura natural de fondo del espacio.

La resolución de ALMA, y su capacidad de ver el gas molecular frío, han revelado la forma más alargada de la nebulosa, como se ve en color rojo.

La nebulosa Boomerang , el “sitio más frío del Universo”, ha revelado su forma verdadera con ALMA.

La estructura de fondo azul, como se ve en luz visible con el Telescopio Espacial Hubble, muestra una forma clásica de doble lóbulo con una zona central muy estrecha.
Por medio del Conjunto Telescopio Milimétrico/submilimétrico de Atacama (ALMA), los astrónomos han vuelto a observar este intrigante objeto con el fin de aprender más sobre sus propiedades frías y determinar su verdadera forma, que tiene un aspecto extrañamente fantasmal.

Como se observado originalmente con telescopios terrestres, esta nebulosa parecía desequilibrada, lo que dio origen a su nombre.

Las observaciones posteriores con el Telescopio Espacial Hubble revelaron una estructura similar a una pajarita.

Ahora, sin embargo, los nuevos datos de ALMA han revelado que la imagen del Hubble solo muestra una parte de la realidad, y que los lóbulos gemelos que se ven en la imagen, en realidad pueden ser un truco de la luz, como se ve en longitudes de onda visibles.

La nebulosa Boomerang, situada a unos 5.000 años luz de distancia en la constelación de Centaurus, es un ejemplo relativamente joven de una nebulosa planetaria.

Las nebulosas planetarias, algo que su nombre no sugiere, en realidad son las fases finales de la vida de estrellas como nuestro Sol, que se han desprendido de sus capas exteriores.

Lo que queda en sus centros son estrellas enanas blancas que emiten radiación ultravioleta intensa, que hace que el gas de la nebulosa brille y emita luz en colores brillantes.

Boomerang es una nebulosa pre-planetaria, que es la etapa inmediatamente anterior a la fase de nebulosa planetaria en la vida de una estrella, cuando la estrella central todavía no está lo suficientemente caliente como para emitir suficiente radiación ultravioleta para producir el brillo característico.

En esta etapa, la nebulosa es visible debido a que luz de las estrellas se refleja en sus granos de polvo.

El flujo de gas que sale de esta estrella en particular se está expandiendo rápidamente, lo que provoca su enfriamiento.

En principio, esto es similar a la forma en que trabajan los refrigeradores, que utilizan la expansión del gas para producir temperaturas frías.

Los investigadores fueron capaces de medir la temperatura del gas en la nebulosa al observar cómo absorbe la radiación cósmica de microondas de fondo, que tiene una temperatura muy uniforme de 2,8 grados Kelvin (-270,6 grados Celsius).

La nueva investigación también indicó que los bordes exteriores de la nebulosa están empezando a calentarse, a pesar de que todavía están un poco más fríos que el fondo cósmico de microondas.

 calentamiento puede ser debido al efecto fotoeléctrico – un efecto propuesto por primera vez por Einstein, según el cual, la luz es absorbida por el material sólido, que luego se reemite electrones.

¿Menos de cero Kelvin?

Para los mas grandes y memoriosos, tal vez recuerden que en la década del 60 hubo una moda de hacer peliculas de ciencia ficcion, con bajo presupuesto e inexistente asesoramiento cientifico.

El lugar más frío del universo

Un planeta congelado a miles de grados bajo cero.

 En ellas era común encontrar un planeta o lugar a "miles de grados bajo cero".

¿Es esto posible?

Antes de responderlo tendremos que ver algunas cosas.

Las escalas de temperatura

Las escalas mas usadas son:

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Para que sea mas completo se agrega la escala Fahrenheit, cada vez menos usada.

De cero a cien Celsius hay también 100 grados en la escala Kelvin, en cambio en la F hay 180 grados.
Celsius (mal llamada centigrada):

El cero corresponde a la temperatura de solidificación, y los cien grados corresponden al punto de ebullición del agua.

Así, entre estos extremos se divide en cien unidades, y no tiene limites físicos por arriba ni por abajo.

Kelvin:

Esta escala tiene el mismo valor de unidad que el grado Celsius, pero su origen (0 K) comienza mucho mas abajo, a -273º C.

A este valor se lo denomina también "cero absoluto".

Actualmente suele llamársela simplemente Kelvin, sin el grado.

Los Kelvin se usan en la gran mayoría de las ecuaciones de la física.

Calor y Temperatura:

Calor y temperatura, aunque parecen iguales, no lo son.

La temperatura desde el punto de vista físico representa la velocidad con la que se mueven las partículas consideradas.

Ahora si tenemos todas las herramientas para responder las pregunta inicial:

Que la temperatura sea una expresión de la velocidad de las partículas, implica que por ejemplo, un gas a 450 K, sus moléculas se mueven mas lentamente que si esta a 600 K.

Llevemos el pensamiento al extremo:

Bajamos la temperatura a 100 K, y se mueven mas lento, a 50 K mas lento aun....

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 ¿A que temperatura las moléculas NO se mueven?

A -273º C o 0 K. Así se estableció el limite inferior de la escala Kelvin.

Es el momento cuando las partículas dejan de moverse.

Ademas, como no se puede estar en menor movimiento que quieto, no se puede ir por debajo del cero grado Kelvin.

Una temperatura de -500º C es imposible.

De hecho llegar a 0 K es una tarea imposible, ya que siempre existe al menos algún tipo de vibración.

¡Así que las películas del 60 nos han mentido!

El cero Kelvin es un limite similar a la velocidad de la luz: podes aproximarte cuanto quieras, sin lograr alcanzarlo. (al menos en este Universo!).

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Fuente: National Radio Astronomy Obervatory
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