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| Prominencias eruptivas y llamaradas menores visibles en la cromosfera solar mientras el Sol giraba en el transcurso de 3 horas. (Crédito de la imagen: Miguel Claro) |
El Sol es una estrella masiva que produce una enorme cantidad de energía por fusión nuclear en su núcleo. Esta energía se emite como radiación electromagnética, principalmente en forma de luz visible, que viaja por el espacio y llega a la Tierra y a otros planetas. La radiación solar es la principal fuente de calor para la Tierra y su atmósfera, pero ¿qué ocurre con el resto del espacio? ¿Por qué hace tanto frío si el Sol está ardiendo?
La respuesta está en la naturaleza del calor y la temperatura. El calor es una forma de energía que puede transferirse de un objeto a otro por tres métodos: conducción, convección y radiación. La conducción es la transferencia de calor por contacto directo entre moléculas, como cuando se toca una estufa caliente. La convección es la transferencia de calor por el movimiento de fluidos, como cuando el aire caliente sube y el aire frío baja. La radiación es la transferencia de calor por ondas electromagnéticas, como cuando sentimos el calor del sol en la piel.
La temperatura, por su parte, es una medida de la velocidad a la que se mueven las moléculas de una sustancia. Cuanto más rápido se mueven, mayor es la temperatura. La temperatura también puede considerarse como la energía cinética media de las moléculas de una sustancia.
En el espacio no hay ningún medio (como el aire o el agua) que conduzca o convierta el calor. La única forma en que el calor puede viajar por el espacio es por radiación. Sin embargo, la radiación no necesita un medio para desplazarse, sino que puede hacerlo a través del vacío. Esto significa que la radiación también puede escapar del espacio hacia la inmensidad del universo. De hecho, la mayor parte de la radiación procedente del Sol y otras estrellas se disipa en el espacio, sin llegar nunca a ningún objeto.
Por eso el espacio es tan frío. En el espacio hay muy poca materia que absorba o emita radiación, y la mayor parte de la radiación que existe escapa al vacío. La única forma de que un objeto en el espacio se caliente por radiación es que esté orientado hacia una fuente de radiación, como una estrella. Sin embargo, incluso entonces, sólo se calentará un lado del objeto, mientras que el otro permanecerá frío.
La temperatura del espacio no es uniforme, sino que varía en función de dónde nos encontremos y de la orientación. Por ejemplo, si estás cerca de una estrella, experimentarás temperaturas más altas que si estás lejos de cualquier estrella. Si estás de cara a una estrella, experimentarás temperaturas más altas que si estás de espaldas a ella. La temperatura del espacio también depende de la longitud de onda de la radiación que se mide. Las distintas longitudes de onda de la radiación tienen energías diferentes e interactúan de forma distinta con la materia.
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| Las variaciones en el fondo cósmico de microondas, vistas por el satélite Planck de la Agencia Espacial Europea. Esta imagen se basa en datos del Planck Legacy release, la última entrega de datos de la misión, publicada en julio de 2018. (Crédito de la imagen: ESA/Planck Collaboration) |
Una forma de medir la temperatura del espacio es utilizar la radiación cósmica de fondo de microondas (CMB). Se trata de la radiación sobrante del Big Bang, que llena todo el universo. La CMB tiene una energía muy baja y una longitud de onda muy larga, lo que significa que puede penetrar a través de la mayor parte de la materia del espacio. El CMB tiene una temperatura de unos 2,7 kelvins (-270,42 grados Celsius o -454,75 grados Fahrenheit), que está ligeramente por encima del cero absoluto, la temperatura más baja posible.
El CMB se considera la temperatura de referencia del espacio, pero no refleja la temperatura real de ningún objeto o región específica del espacio. Por ejemplo, cerca del Sol, la temperatura puede alcanzar hasta 6.000 kelvins (5.726 grados Celsius o 10.340 grados Fahrenheit) en su superficie, mientras que cerca de Plutón, la temperatura puede descender hasta 33 kelvins (-240 grados Celsius o -400 grados Fahrenheit) en su superficie. Estas temperaturas son mucho más altas o más bajas que la temperatura del CMB porque en ellas influyen factores como la distancia al Sol, el albedo (reflectividad), la atmósfera y la rotación.
El espacio es tan frío porque hay muy poca materia en el espacio que absorba o emita radiación, y la mayor parte de la radiación que existe escapa al universo. La única forma de que un objeto en el espacio se caliente por radiación es que esté orientado hacia una fuente de radiación, como una estrella. Sin embargo, incluso entonces, sólo se calentará un lado del objeto, mientras que el otro permanecerá frío. La temperatura del espacio varía en función de dónde nos encontremos y a qué estemos orientados, pero nunca puede ser superior a la temperatura de la fuente de radiación a la que estemos orientados.