Azzal ellentétben, amit a hipszterek mondanak, a brooklyni Williamsburg negyed valójában nem a legmenőbb hely az univerzumban. Ez a megtiszteltetés inkább két hely valamelyikét illeti meg: egy ködöt az űrben vagy az MIT egyik laboratóriumát.

Akárhogy is, jobb, ha kabátot ragadsz, mert ezeken a helyeken tényleg, tényleg, őrülten hideg van.

A Bumeráng-köd, amely por és ionizált gázok csillagközi keveréke, mínusz 458 Fahrenheit-fokos (mínusz 272 Celsius-fok), vagyis mindössze egy Celsius-fokkal az abszolút nulla fölé süllyed, ahogyan azt a chilei Atacama Large Millimeter-Submillimeter Array (ALMA) csillagászai 2013-ban megmérték.

Az 5000 fényévre lévő fiatal planetáris ködnek van egy morbid alkotója: egy haldokló csillag a középpontjában. A tömegskála kisebb tömegű – a Nap tömegének legfeljebb nyolcszorosát kitevő – csillagokból idővel úgynevezett vörös óriások lesznek.

Íme, így telik az ilyen típusú csillagok élettartama: Ahogy a csillag elégeti a magjában lévő hidrogénkészletét, héliummá fuzionálva azt, a fényessége valójában növekszik. Ez azért van, mert a csillag nem tud annyi hőt termelni, hogy a saját súlyát is elbírja, így a megmaradt hidrogén elkezd rétegekbe tömörülni a mag külső oldalán. Ez a tömörítés több energiát termel, de az eredmény az, hogy a csillag egyre puffadtabb lesz, mivel a külső rétegekben lévő gázok kitágulnak. Így, bár a csillag fényesebb, gázai lehűlnek, és a csillag vörösebbnek tűnik. A vörös óriások nagyok; amikor a Nap egy ilyenné válik, a felszíne a Föld jelenlegi pályájáig fog terjedni.

Az óriás végül teljesen elégeti a hidrogénjét. A nagyobb tömegű vörös óriások ekkor kezdik el a héliumot nehezebb elemekké fuzionálni, de ennek a folyamatnak is vannak határai, és ekkor omlanak össze a csillag központi rétegei. Ekkor a csillag fehér törpévé alakul, ami lényegében a csillag kiégett, szupersűrű magja. Az összeomlás során a csillag külső rétegei hátramaradnak, mivel a vörös óriás olyan nagy, hogy a külső rétegekbe való kapaszkodása gyenge. A fehér törpecsillag fénye megvilágítja a gázt, és az eredmény a földlakók számára egy gyönyörű planetáris köd. (Az elnevezés téves, a 18. századi első észlelésekből származik, de megragadt.)

A gáz nagyon gyorsan tágul, és körülbelül 363 600 km/h (585 000 km/h) sebességgel mozog kifelé. És ezért olyan hideg a köd – még az ősrobbanásból visszamaradt kozmikus háttérsugárzásnál is hidegebb (ami körülbelül mínusz 454,7 fok, azaz 2,76 kelvin).

Amint a gázok tágulnak, egyre hűvösebbek lesznek. Ez azért történik, mert a tágulás következtében csökken a nyomás, és a nyomáscsökkenés lelassítja a gázmolekulákat. (A hőmérséklet alapvetően azt méri, hogy a molekulák milyen gyorsan mozognak. Minél gyorsabbak a molekulák, annál melegebb a gáz.)

Ugyanezt a jelenséget figyelheted meg, amikor egy levegődobozt használsz a számítógép tisztításához: A levegővel teli doboz hidegebbé válik, amikor permetezel, mert a benne lévő gáz nyomása gyorsan csökken. A gáz tágulásához szükséges energia egy része a levegődobozban lévő hőenergiából kerül elvételre. Mivel a Bumeráng-ködben lévő gázokat a központi csillag olyan nagy sebességgel lökte ki, rengeteg hőenergia pattant el egy szempillantás alatt.

Raghvendra Sahai, a kaliforniai Pasadenában található NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL) munkatársa szerint a Bumeráng-köd még hidegebb, mint más táguló ködök, mert körülbelül 100-szor gyorsabban dobja ki a tömegét, mint azok a haldokló csillagok, vagyis körülbelül 100 milliárdszor gyorsabban, mint a Nap tömegkilökődése.

De mi a helyzet a Föld hűvös helyeivel?

Az MIT diákjai örülhetnek, hogy az ő iskolájuk – egyelőre – a legmenőbb. Az ottani fizikusok egy csapata 2015-ben a valaha volt leghidegebb hőmérsékletre hűtött atomokat: 500 nanokelvinre, azaz 0,0000005 kelvinre (mínusz 459,67 F vagy mínusz 273,15 C). Ez sokkal hidegebb, mint a Bumeráng-köd, de csak azért, mert a tudósok lézerrel hűtötték le a nátrium és a kálium egyes atomjait.

Cambridge azonban nem lesz örökké a leghidegebb. Számos tudóscsoport folytatta a munkát, hogy a gázokat még hidegebbé tegye. A JPL rendelkezik a Hideg Atom Laboratóriummal, amely 2018-ban indult a Nemzetközi Űrállomásra, és máris létrehozta a leghidegebb ismert tárgyat az űrben, és hamarosan létrehozhatja a leghidegebb ismert tárgyat az univerzumban.

Szerkesztői megjegyzés: Ezt a cikket 2018. augusztus 1-jén 11:02-kor frissítették, hogy tartalmazza a Hideg Atom Laboratórium legújabb eredményeit.

Kövesse az Élet kis rejtélyeit a Twitteren @llmysteries. Rajta vagyunk a Facebookon is & Google+.