Trods hvad hipstere måske fortæller dig, er Brooklyns Williamsburg-kvarter faktisk ikke det koldeste sted i universet. Den ære kan snarere gå til et af to steder: en tåge i rummet eller et laboratorium på MIT.
Uanset hvad, må du hellere tage din jakke med, for disse steder er virkelig, virkelig, vanvittigt kolde.
Boomerangneglen, som er en interstellar blanding af støv og ioniserede gasser, styrtdykker ned til en kæbefremkaldende temperatur på minus 458 grader Fahrenheit (minus 272 grader Celsius), eller blot en grad Celsius over det absolutte nulpunkt, som målt af astronomer, der brugte Atacama Large Millimeter-submillimeter Array (ALMA) i Chile i 2013.
Lokaliseret 5.000 lysår væk har denne unge planetariske tåge en morbid skaber: en døende stjerne i dens centrum. Med tiden bliver stjerner i den mindre tunge ende af masseskalaen – omkring otte gange solens masse eller mindre – til såkaldte røde giganter.
Her er hvordan denne type stjerners levetid går: Efterhånden som stjernen brænder sin forsyning af brint i kernen op og smelter det til helium, stiger dens lysstyrke faktisk. Det skyldes, at stjernen ikke kan generere nok varme til at bære sin egen vægt, så den resterende brint begynder at blive komprimeret i lag på ydersiden af kernen. Denne kompression genererer mere energi, men resultatet er, at stjernen bliver mere oppustet, efterhånden som gasserne i de ydre lag udvides. Så selv om stjernen bliver mere lysstærk, afkøles dens gasser, og stjernen ser mere rød ud. Røde giganter er store; når solen bliver til en af dem, vil dens overflade strække sig til Jordens nuværende bane.
Eventuelt brænder giganten sin brint helt igennem. Mere massive røde giganter vil derefter begynde at fusionere heliumet til tungere grundstoffer, men også denne proces har grænser, og det er her, stjernens centrale lag kollapser. På det tidspunkt bliver stjernen til en hvid dværg, som dybest set er den udbrændte, supertætte kerne af stjernen. Når kollapset sker, bliver stjernens ydre lag efterladt, fordi den røde kæmpe er så stor, at dens greb om de ydre lag er spinkelt. Lyset fra den hvide dværgstjerne oplyser gassen, og resultatet for jordboere er en smuk planetarisk tåge. (Navnet er en misvisende betegnelse, der stammer fra de første observationer i det 18. århundrede, men det blev hængende.)
Gassen udvider sig meget hurtigt og bevæger sig udad med hastigheder på omkring 363.600 mph (585.000 km/t). Og det er derfor, at tågen er så kold – endnu koldere end den kosmiske baggrundsstråling, der er tilbage fra Big Bang (som er ca. minus 454,7 grader F, eller 2,76 kelvin).
Når gasser udvider sig, bliver de koldere. Det sker, fordi ekspansion får trykket til at falde, og et fald i trykket gør gasmolekylerne langsommere. (Temperatur er dybest set en måling af, hvor hurtigt molekylerne bevæger sig. Jo hurtigere molekylerne er, jo varmere er gassen.)
Det samme fænomen kan du observere, når du bruger en luftdåse til at rense en computer: Luftdåsen bliver koldere, når du sprøjter, fordi trykket på gassen indeni falder hurtigt. Noget af energien til at få gassen til at udvide sig bliver taget fra varmeenergien i aerosoldåsen. Fordi gasserne i Boomerangtågen blev kastet af sted af den centrale stjerne med så stor hastighed, blev en masse varmeenergi zappet væk i løbet af et øjeblik.
Raghvendra Sahai fra NASA’s Jet Propulsion Laboratory (JPL) i Pasadena, Californien, mener, at Boomerangtågen er endnu koldere end andre ekspanderende tåger, fordi den kaster sin masse af sig omkring 100 gange hurtigere end de døende stjerner, eller omkring 100 milliarder gange hurtigere, end solen kaster masse af sig.
Men hvad med kolde steder på Jorden?
Studenterne på MIT vil være glade for at vide, at deres skole – indtil videre – er den sejeste. I 2015 nedkølede et hold fysikere der nemlig atomer til den koldeste temperatur nogensinde: 500 nanokelvins, eller 0,0000005 kelvin (minus 459,67 F eller minus 273,15 C). Det er meget koldere end Boomerang-næbelen, men kun fordi forskerne brugte lasere til at køle individuelle atomer af natrium og kalium.
Cambridge vil dog ikke altid være den koldeste. Mange hold af forskere har fortsat arbejdet på at gøre gasser endnu koldere. JPL har Cold Atom Laboratory, som blev opsendt til den internationale rumstation i 2018 og allerede har produceret det koldeste kendte objekt i rummet, og som snart kan producere det koldeste kendte objekt i universet.
Redaktørens note: Denne historie blev opdateret kl. 11:02 den 1. august 2018 for at inkludere de seneste resultater fra Cold Atom Laboratory.
Følg Life’s Little Mysteries på Twitter @llmysteries. Vi er også på Facebook & Google+.