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La nebulosa Boomerang es el lugar más frío del mundo natural ( Crédito de la imagen: NASA, ESA y The Hubble Heritage Team )

Fue en 1980 en el Observatorio Siding Spring en las afueras de Coonabarabran, Nueva Gales del Sur, Australia, cuando Keith Taylor y Mike Scarrott descubrieron la nebulosa por primera vez. Debido a las limitaciones telescópicas en ese momento, los astrónomos vieron simplemente una ligera asimetría en sus lóbulos, lo que sugiere una forma curva similar a (adecuadamente) un boomerang. A partir de esto, el objeto obtuvo su nombre, la Nebulosa Boomerang.

Resulta que descubrieron el lugar más frío del universo conocido.

La temperatura es tan gélida que ni el más lanudo de los cárdigans te salvará. Aquí, las partículas se acercan al mínimo cuántico de velocidad ya que no hay calor interior importante para que las partículas absorban. Las temperaturas gélidas alcanzan un grado Kelvin.

Solo para tener una idea de lo frío que es eso, en el cero absoluto (-460 grados Fahrenheit o -273 grados Celsius), todo el movimiento atómico se detiene ya que el proceso de enfriamiento ha extraído toda la energía de las partículas. Ni un tuit presidencial puede moverse.

La Nebulosa Boomerang se encuentra a 5.000 años luz de distancia de la Tierra en la constelación de Centauro. Con solo un grado Kelvin (457,87 grados Fahrenheit / 272,15 grados Celsius), es más frío que la temperatura de fondo del espacio mismo, que generalmente se cree que ronda los 2,7 Kelvin (-454,81 grados Fahrenheit / -270,7 grados Celsius).

Desde que Taylor y Scarrot hicieron su descubrimiento, otras observaciones han demostrado que se trata de una nebulosa preplanetaria, una estrella similar al Sol en sus años dorados de vida, cuando el centro se acerca a su final oportuno y expande la nebulosa con una rápida efusión de gas.

Este flujo de salida de Boomerang se expande a alrededor de 310 000 mph (500 000 kph) y se enfría en el proceso. Esto es similar en principio a la forma en que los refrigeradores usan gas en expansión para producir temperaturas frías. Los investigadores pudieron tomar la temperatura del gas en la nebulosa al ver cómo absorbía la radiación cósmica de fondo de microondas, que tiene una temperatura muy uniforme de 2,8 grados Kelvin (-455 grados Fahrenheit / -270,56 Celsius).

Los astrónomos que utilizan el telescopio Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) en Chile dieron una nueva mirada a este objeto en 2013 para aprender más sobre sus propiedades gélidas y determinar su verdadera forma, una apariencia inquietantemente fantasmal.

Este objeto ultrafrío es extremadamente intrigante y estamos aprendiendo mucho más sobre su verdadera naturaleza con ALMA, dijo Raghvendra Sahai, investigador y científico principal del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California, y autor principal de un artículo publicado en Astrophysical . diario Lo que parecía un lóbulo doble, o una forma de boomerang, desde los telescopios ópticos basados ​​en la Tierra, es en realidad una estructura mucho más amplia que se está expandiendo rápidamente en el espacio.

Cuando los australianos la observaron originalmente con telescopios terrestres, la nebulosa parecía torcida, pero observaciones posteriores en 2005 con el Telescopio Espacial Hubble de la NASA revelaron una estructura similar a una corbata de moño con la forma en que el gas es expulsado a alta velocidad. Los nuevos datos de ALMA, sin embargo, revelan que la imagen del Hubble cuenta solo una parte de la historia, y los lóbulos gemelos que se ven en esa imagen en realidad pueden ser un truco de luz visto en longitudes de onda visibles.

Los investigadores también deberían haber podido ver esta forma de pajarita en longitudes de onda más frías, pero las observaciones con otros telescopios submilimétricos revelaron una forma algo diferente. ALMA, que tiene la resolución más alta hasta ahora en la longitud de onda submilimétrica, logró resolver el misterio.

Las moléculas de monóxido de carbono en la nube de la nebulosa, muy brillantes en esta longitud de onda de luz, tenían forma de reloj de arena en las partes internas de la nebulosa. Más adelante, las moléculas tenían una forma más redonda. Mientras tanto, los granos de polvo alrededor de la estrella, también visibles en longitudes de onda milimétricas, enmascaraban parte de la luz de las estrellas en longitudes de onda visibles, haciéndola parecer un reloj de arena.

Cuando los astrónomos observaron este objeto en 2003 con el Hubble, vieron una forma de reloj de arena muy clásica, comentó Sahai. Muchas nebulosas planetarias tienen esta misma apariencia de doble lóbulo, que es el resultado de las corrientes de gas de alta velocidad que se expulsan de la estrella. Luego, los chorros excavan agujeros en una nube de gas circundante que fue expulsada por la estrella incluso antes de su vida como gigante roja.

Los investigadores que usaron ALMA también encontraron una densa franja de granos de polvo de tamaño milimétrico que rodeaba la estrella, lo que explica por qué esta nube exterior tiene forma de reloj de arena en luz visible. Los granos de polvo crearon una máscara que sombrea una parte de la estrella central y permite que su luz se filtre solo en direcciones estrechas pero opuestas hacia la nube, dándole una apariencia de reloj de arena.

Los astrónomos dicen que la Nebulosa Boomerang está en camino de convertirse en una nebulosa planetaria, una estrella central que se convierte en una enana blanca, lo que hace que la nebulosa brille.

Hasta ahora, el Boomerang es la única nebulosa preplanetaria que conocemos cuya temperatura ha caído por debajo de la del Big Bangs.

Podría decirse que el término nebulosa planetaria es inapropiado porque no están relacionados con planetas o exoplanetas. El verdadero origen del término probablemente se derivó de la forma redonda similar a un planeta de estas nebulosas observadas por los astrónomos a través de los primeros telescopios, y aunque la terminología es inexacta, todavía la usan los científicos.

La primera introducción más probable del vocabulario fue durante la década de 1780 con el astrónomo inglés William Herschel, quien describió estas nebulosas como planetas parecidos. Sin embargo, ya en enero de 1779, el astrónomo francés Antoine Darquier de Pellepoix describió en sus observaciones la Nebulosa del Anillo como muy tenue pero perfectamente delineada; es tan grande como Júpiter y se parece a un planeta que se desvanece.

La fase de nebulosa preplanetaria es un período corto en el ciclo de evolución estelar y no tiene nada que ver con los planetas. Durante unos pocos miles de años, los restos calientes de la estrella envejecida en el centro de la nebulosa la calientan, excitan el gas y la hacen brillar como una nebulosa planetaria posterior. La corta vida útil de las nebulosas preplanetarias significa que existen relativamente pocas de ellas en un momento dado. Además, son muy tenues y requieren telescopios potentes para ser vistos. Esta combinación de rareza y debilidad significa que solo se descubrieron hace relativamente poco tiempo. La Nebulosa del Huevo, la primera en ser descubierta, fue vista por primera vez hace menos de 40 años.

La cosa más fría del universo.

Vale la pena señalar que la Nebulosa Boomerang es el lugar natural más frío del universo. El premio al lugar real más frío se encuentra en un laboratorio de Cambridge, Massachusetts, en el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT).

Allí, Wolfgang Ketterle y un equipo de investigadores lograron enfriar un gas de sodio a solo media billonésima de grado por encima del cero absoluto en 1995. Es la primera vez que un gas se enfría por debajo de 1 nanokelvin (una mil millonésima de grado). ).

Bajar por debajo de un nanokelvin es un poco como correr una milla en cuatro minutos por primera vez, dijo el premio Nobel Ketterle, codirector del equipo. Ketterle es profesor John D. MacArthur de Física del MIT.

En su logro, el equipo del MIT, que se había asociado con un grupo de investigadores de la Universidad de Colorado en Boulder, descubrió una nueva forma de materia, el condensado de Bose-Einstein, donde las partículas marchan al unísono en lugar de revolotear de forma independiente.

Desde el avance de los equipos, muchos grupos en todo el mundo ahora alcanzan rutinariamente temperaturas de nanokelvin; la temperatura más baja reportada anteriormente fue nanokelvin. El récord establecido por el grupo MIT es de 500 picokelvin, o seis veces menos.

En el futuro, la NASA planea operar un aparato a bordo de la Estación Espacial Internacional, llamado Laboratorio de Átomos Fríos. La combinación de dispositivos de láser e imanes se utilizará para enfriar y reducir la velocidad de una nube de átomos a solo una décima de mil millones de grado por encima del cero absoluto.

A temperaturas tan bajas, los átomos no se pueden guardar en recipientes físicos, porque se pegarían a las paredes. Además, ningún contenedor conocido puede enfriarse a tales temperaturas. Por lo tanto, los átomos están rodeados de imanes, que mantienen confinada la nube gaseosa. En un recipiente ordinario, las partículas rebotan en las paredes. En nuestro contenedor, los átomos son repelidos por los campos magnéticos, explicó el estudiante graduado de física Aaron Leanhardt.

Para alcanzar sus temperaturas, los investigadores del MIT idearon una forma novedosa de confinar átomos, a la que llamaron trampa gravitomagnética. Como su nombre lo indica, los campos magnéticos actúan junto con las fuerzas gravitatorias para mantener los átomos atrapados.

Así que ahí lo tienes, dos de los lugares más fríos del universo. Genial, ¿eh?

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