Ciencia y Curiosidades · Universo
Más frío que el eco del Big Bang: la nebulosa Boomerang, el rincón más helado del universo
A unos 5.000 años luz de la Tierra, una estrella moribunda expulsa su gas tan rápido que logra enfriarse por debajo de la temperatura del propio espacio: apenas un grado por encima del cero absoluto.
El espacio vacío no está, en rigor, a cero grados. Todo el universo está bañado por un resplandor tenue, el eco en microondas del Big Bang, que mantiene cualquier rincón del cosmos a unos 2,7 kelvin, es decir, alrededor de −270 °C. Es algo así como la «temperatura ambiente» del universo. Y sin embargo, hay un lugar que logra estar más frío que ese fondo: la nebulosa Boomerang.
Se encuentra a unos 5.000 años luz de distancia, en la constelación de Centauro, y su temperatura ronda 1 kelvin: −272 °C, apenas un grado por encima del cero absoluto (−273,15 °C), el límite teórico en el que el movimiento de los átomos se detiene casi por completo. En sus regiones más externas, las mediciones del radiotelescopio ALMA, en el desierto chileno de Atacama, indican incluso menos de medio grado. Ningún otro lugar natural conocido baja tanto.
A pesar del apellido de «planetaria», esta nebulosa no tiene nada que ver con planetas. Es el material que una estrella parecida al Sol expulsa al morir. La Boomerang está aún en la fase previa, la de nebulosa protoplanetaria: una gigante roja que se está deshaciendo de sus capas exteriores, las cuales no brillan por sí mismas, sino que reflejan la luz de la estrella central, como la niebla refleja los faros de un coche. Los astrónomos Keith Taylor y Mike Scarrott la bautizaron en 1980 tras observarla con un telescopio en Australia: con la resolución de la época se veía torcida, como un bumerán. Cuando el telescopio espacial Hubble la fotografió en 1998, resultó parecerse más bien a un corbatín o a un reloj de arena.
¿Cómo se mide algo así sin poder acercar un termómetro? En 1995, Raghvendra Sahai y Lars-Åke Nyman apuntaron hacia la nebulosa el telescopio submilimétrico sueco-ESO de La Silla, en Chile, y detectaron algo en apariencia imposible: el monóxido de carbono de la nebulosa absorbía parte de la radiación cósmica de fondo, ese resplandor del Big Bang. Un gas solo puede «robarle» luz a ese fondo si está más frío que él. Fue como ver una sombra proyectada sobre el eco del Big Bang: la prueba de que allí dentro la temperatura cae por debajo de los 2,7 kelvin del espacio.
El mecanismo que produce ese frío es el mismo que enfría una nevera, o el que hace que un aerosol se ponga helado al rociar: cuando un gas se expande muy rápido, se enfría. Los físicos lo llaman expansión adiabática. La estrella central de la Boomerang está perdiendo masa a un ritmo extraordinario, entre 10 y 100 veces más rápido que otras estrellas moribundas comparables, y su viento de gas sale disparado a unos 164 kilómetros por segundo, casi 590.000 kilómetros por hora. Al expandirse en el vacío, ese gas se enfría hasta extremos que en la Tierra solo se alcanzan en laboratorios especializados, durante instantes y en muestras minúsculas.
Durante más de dos décadas hubo, además, un problema sin resolver: una sola estrella no debería ser capaz de expulsar tanta materia a tanta velocidad. En 2017, un equipo dirigido por el propio Sahai publicó, a partir de nuevas observaciones de ALMA, la explicación que hoy parece más sólida. Conviene subrayarla como lo que es: una hipótesis bien fundamentada, no un hecho observado directamente. Según esa propuesta, la gigante roja tenía una estrella compañera más pequeña, que cayó en espiral hacia su interior; la energía gravitatoria liberada por la pareja habría arrancado de golpe casi toda la envoltura de la estrella. «La única manera de expulsar tanta masa y a velocidades tan extremas es a partir de la energía gravitatoria de dos estrellas en interacción», explica Sahai. El chorro resultante, con forma de reloj de arena, se extiende unos tres billones de kilómetros, y a su alrededor ALMA encontró una envoltura de gas ultrafrío, casi esférica, unas diez veces mayor.
El récord, eso sí, no durará para siempre. Esta fase de la vida de una estrella dura solo unos pocos miles de años —el viento empezó hace unos 1.500— y los bordes exteriores de la nebulosa ya se están calentando poco a poco. Pero mientras tanto, en dirección a la constelación de Centauro, sigue existiendo un lugar donde hace más frío que en el vacío que lo rodea: una estrella que, al morir, construyó sin proponérselo la nevera más extrema del universo conocido.