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El fantasma más frío del universo

El telescopio ALMA, en Atacama, Chile, está permitiendo desvelar muchos secretos del universo.


 

La Nebulosa Boomerang es el objeto más frío conocido en el Universo. Está a menos 272 grados centígrados, casi llegando al cero absoluto y, de hecho, es más fría incluso que el débil resplandor del Big Bang, que es la temperatura natural de fondo del espacio. Ahora, los astrónomos han usado el telescopio ALMA, en Atacama, para aprender más sobre sus frías propiedades y determinar su verdadera forma, que tiene un aspecto extrañamente fantasmal.

Tal y como se observaba originalmente con los telescopios terrestres, esta nebulosa parecía desequilibrada, con una forma característica de la que obtuvo su nombre. Posteriormente, analizando las observaciones del Telescopio Espacial Hubble, parecía que la nebulosa tenía una forma similar a la de una pajarita de cuello. Ahora, los nuevos datos del telescopio ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) revelan que las imágenes que se conocían del Hubble son sólo una parte de la historia, y que los lóbulos gemelos que se ven en la imagen puede ser en realidad un efecto de la luz en longitudes de onda visibles.

“Este objeto ultra frío es muy interesante y estamos aprendiendo mucho más acerca de su verdadera naturaleza con el ALMA”, comenta Raghvendra Sahai, investigador del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, en Pasadena, California, y autor principal de un artículo publicado en el Astrophysical Journal. “Lo que parecía un doble lóbulo, o la forma de ‘boomerang’ que se veía en los telescopios ópticos terrestres, es en realidad una estructura mucho más amplia que se está expandiendo rápidamente en el espacio”.

La nebulosa Boomerang, situada a unos 5.000 años luz de distancia en la constelación de Centauro es, relativamente, un joven ejemplo de un objeto conocido como una nebulosa planetaria. Las nebulosas planetarias, en contra de lo que indica su nombre, son en realidad 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 una intensa radiación ultravioleta que hace que el gas de la nebulosa brille y emita luz de colores brillantes.

Boomerang es una nebulosa pre-planetaria, lo que quiere decir que está en la etapa de la vida de una estrella inmediatamente anterior a la fase de nebulosa planetaria, cuando la estrella central todavía no está lo suficientemente caliente como para emitir tanta radiación ultravioleta como para producir su brillo característico. En esta etapa de la nebulosa se ve la luz de las estrellas reflejada en los granos de polvo que la rodean.

El flujo de gas desde esta estrella en particular se está expandiendo rápidamente, y se está enfriando en un proceso similar en principio a la forma en la que los refrigeradores utilizan la expansión del gas para producir temperaturas frías. Los investigadores han sido capaces de tomar la temperatura del gas en la nebulosa para ver cómo se absorbe la radiación de las microondas cósmicas de fondo, que tienen una temperatura muy uniforme de -270 grados centígrados.

 


La nebulosa Boomerang, llamado el “lugar más frío del Universo”, revela su verdadera forma con el ALMA. La estructura de fondo azul, como se ve en la luz visible con el Telescopio Espacial Hubble, muestra una forma clásica de doble lóbulo con una zona central muy estrecha. La alta resolución y la capacidad de ver el fríogas molecular del ALMA revelan la forma más alargada de la nebulosa, como se ve en rojo. Foto: Bill Saxton, NRAO / AUI / NSF, NASA / Hubble; Raghvendra Sahai


“Cuando los astrónomos observaron este objeto con el Hubble, en 2003, vieron una forma de reloj de arena muy clásica”, comenta Sahai. “Muchas nebulosas planetarias tienen esta misma apariencia de doble lóbulo, que es el resultado de las corrientes de gas a alta velocidad que salen arrojadas de la estrella. Esos chorros excavan agujeros en una nube de gas que rodea a la estrella, nube que estaba formada desde mucho antes, cuando la estrella era todavía una gigante roja”. Sin embargo, las observaciones con telescopios de parábola única de longitud de onda milimétrica no detectaron esa cintura estrecha que se había visto con el Hubble. En su lugar, se encontraron con un flujo de salida más uniforme y una forma casi esférica de la nebulosa.

La Resolución sin precedentes del ALMA permitió a los investigadores conciliar esta discrepancia. Al observar la distribución de las moléculas de monóxido de carbono, que brillan intensamente en longitudes de onda milimétricas, los astrónomos fueron capaces de detectar la estructura de doble lóbulo que se ve en la imagen del Hubble, pero sólo en las regiones internas de la nebulosa. En las regiones más externas sólo observaron una nube más alargada de gas frío.

Los investigadores también descubrieron un denso carril de partículas de polvo de tamaño milimétrico que rodean la estrella, lo que explica por qué esta nube externa tiene una forma de reloj de arena en espectro de la luz visible. Los granos de polvo han creado una máscara que proteje una porción de la estrella central y permite que la luz se filtre por ella sólo en su área más estrecha, dándole una apariencia de reloj de arena. “Esto es importante para comprender cómo las estrellas mueren y se convierten en nebulosas planetarias”, explica Sahai. “Con el uso del ALMA somos, literal y figuradamente, capaces de arrojar nueva luz sobre la agonía de una estrella similar al Sol”.

La nueva investigación también ha mostrado que los bordes exteriores de la nebulosa están empezando a calentarse, a pesar de ser todavía un poco más fríos que el fondo cósmico de microondas. Este calentamiento puede ser debido al efecto fotoeléctrico, un efecto propuesto por primera vez por Einstein que afirma que la luz que es absorbida por material sólido luego se re-emite en forma de electrones.

 

 

 

 

 

 
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