El Sistema Solar es un vasto espacio que alberga miles de cuerpos grandes y pequeños, todos girando alrededor del Sol. Entre ellos se encuentran planetas con sus lunas, cometas y asteroides. Sin embargo, a pesar de esta multitud de mundos, el Sistema Solar está en su mayoría vacío. La pregunta sobre las condiciones físicas que prevalecen en diferentes regiones del Sistema Solar tiene, por lo tanto, una respuesta bastante compleja. Veamos, por ejemplo, cómo varía la temperatura según la ubicación en el Sistema Solar.

La temperatura más baja del Sistema Solar

Cuando hablamos de la temperatura del vacío del espacio, primero debemos aclarar qué significa este concepto. Los astrónomos atribuyen al vacío una temperatura de 2,7 Kelvin o -270,45 grados Celsius (−270,45 °C). Este fondo de temperatura es consecuencia de la radiación cósmica, una luz invisible que impregna todo el espacio y se originó 378.000 años después del Big Bang. Esta radiación es extremadamente isotrópica, lo que significa que tiene las mismas propiedades independientemente de la dirección desde la que se observe. No está asociada a ningún objeto, como estrellas o galaxias. Debido a esta radiación, los cuerpos en el espacio no pueden enfriarse de manera natural por debajo de 2,7 K.

Cuando hablamos de la temperatura de la materia, usamos una explicación diferente, donde la temperatura mide la rapidez con la que se mueven y vibran las moléculas y átomos. Si pudiéramos detener completamente este movimiento y poner las partículas en el estado de mínima energía, la temperatura de la materia alcanzaría el cero absoluto, 0 Kelvin o -273.15 °C.

Por supuesto, no es práctico medir la temperatura de la materia observando detalladamente el movimiento de cada una de sus partículas. En su lugar, la determinamos midiendo las propiedades de radiación electromagnética, ya sea visible o invisible, que emite la sustancia. Este es el método utilizado por los astrónomos para determinar las condiciones térmicas de diversos cuerpos en el Sistema Solar. Cuando este método no es aplicable, recurren a cálculos matemáticos complejos.

Los cuerpos más fríos del Sistema Solar

Los cuerpos en el Sistema Solar orbitan a enormes distancias del Sol, que varían desde unos cuantos millones de kilómetros hasta cientos de miles de unidades astronómicas (UA). Esta distancia influye significativamente en la temperatura de sus superficies. Los cuerpos de la Nube de Oort, que orbitan el Sol entre 2.000 y 200.000 UA, reciben entre 4 millones y 40 mil millones de veces menos luz solar que la Tierra. Por lo tanto, los modelos sugieren que la temperatura superficial de estos cuerpos es de solo 5-6 Kelvin o entre -268 °C y -267 °C, lo que está muy cerca de la temperatura de la radiación cósmica.

Al acercarnos al Sol, a distancias de entre 30 y 50 unidades astronómicas, llegamos al Cinturón de Kuiper, también compuesto por una multitud de pequeños cuerpos. Dado que este cinturón está mucho más cercano al Sol que la Nube de Oort, las temperaturas superficiales de sus cuerpos son correspondientemente más altas: entre 30 y 60 Kelvin, es decir, entre -243 °C y -213 °C. En Plutón, el mayor cuerpo conocido del Cinturón de Kuiper, la temperatura promedio es de aproximadamente -233 °C, lo cual se debe al débil flujo de luz solar, que a esa distancia alcanza solo 1/1600 de la intensidad que recibe la Tierra.

En el Cinturón de Kuiper también se encuentra el cuerpo más distante visitado por una misión espacial: el planetesimal Arrokoth. La misión New Horizons lo observó de cerca el 1 de enero de 2019 y midió una temperatura superficial entre 29 y 42 Kelvin (-244 °C y -231 °C).

Mientras más nos acercamos al Sol, la temperatura promedio de los cuerpos celestes aumenta. A pesar de esto, los científicos han encontrado una excepción sorprendente cerca de nosotros: la Luna. En 2009, utilizando datos de la misión Lunar Reconnaissance Orbiter, descubrieron cráteres cerca del polo sur lunar cuyos fondos permanecen en sombra perpetua debido a sus altos bordes. Como resultado, estas áreas, tras millones de años sin calentamiento, han alcanzado temperaturas increíblemente bajas de 25 Kelvin o -248 °C, colocándolas entre los lugares más fríos del Sistema Solar.

El frío en la Tierra

Podemos comparar estas temperaturas con el frío extremo en la Tierra. En la ciudad de Yakutsk, Siberia, las temperaturas invernales descienden hasta -60 °C, lo que parece tropical en comparación con los cráteres lunares. Curiosamente, Yakutsk alberga a más de 300.000 personas adaptadas a las duras condiciones siberianas. El promedio anual de temperatura en Yakutsk es de -7.5 °C. Este lugar se encuentra sobre permafrost, una capa de suelo permanentemente congelado. Sus construcciones se elevan sobre pilotes para evitar que su propio calor descongele el permafrost debajo de ellas y provoque su colapso. El lugar permanentemente habitado más frío del mundo es la aldea siberiana Oymyakon con 500 habitantes, donde en 1924 se registró una temperatura récord de -71.2 °C. Según la Organización Meteorológica Mundial, la temperatura más baja jamás registrada en la historia fue de -89.2 °C, medida el 21 de julio de 1983 en la base rusa Vostok en la Antártida.

En 2021, científicos alemanes lograron superar todos estos récords de forma artificial al enfriar un grupo de 100.000 átomos de rubidio en un laboratorio hasta un estado conocido como condensado de Bose-Einstein. Su temperatura alcanzó apenas 38 billonésimas de grado por encima del cero absoluto, estableciendo un récord de frío extremo.

Temperaturas en diferentes cuerpos del Sistema Solar. Fuente: NASA.

Los lugares más calientes del Sistema Solar

Pasemos ahora a los lugares más calientes del Sistema Solar. Según modelos teóricos, la temperatura en el núcleo del Sol alcanza los increíbles 15 millones de Kelvin. La superficie del Sol es mucho más fría, con temperaturas que no superan los 6,000 Kelvin. Curiosamente, esta es también la temperatura estimada del núcleo terrestre. Sin embargo, mientras la superficie solar está formada por plasma ionizado, el núcleo terrestre está en estado sólido debido a la altísima presión allí, que es 3.6 millones de veces mayor que la presión a nivel del mar. Por fortuna, las temperaturas promedio en la superficie terrestre son mucho más bajas, alrededor de 15 °C con una presión de 1 bar.

Mercurio, al ser el planeta más cercano al Sol, podría parecer el más caliente, pero no lo es. Su día dura 176 días terrestres, lo que significa que cualquier punto de su superficie permanece expuesto a la luz solar durante 88 días seguidos y luego se sumerge en la oscuridad durante un período igual. Además, Mercurio carece de atmósfera, lo que impide retener el calor y distribuirlo de manera uniforme. Como resultado, durante el día las temperaturas alcanzan los 427 °C, mientras que durante la noche caen hasta -173 °C, haciendo de Mercurio el planeta con las mayores oscilaciones térmicas del Sistema Solar.

Por lo tanto, el título del planeta más caliente recae en Venus, cuya temperatura superficial promedio es de unos abrasadores 464 °C. Este calor extremo se debe a su densa atmósfera, compuesta principalmente de dióxido de carbono, que genera un efecto invernadero descomunal y atrapa el calor de manera eficiente, manteniendo temperaturas extremadamente elevadas en toda su superficie.

El asteroide Arrokoth. Fuente: NASA.

El calor en la Tierra

Finalmente, en la Tierra, el lugar más caliente registrado es Furnace Creek, en el Valle de la Muerte, California. Allí, el 10 de julio de 1913, se midió una temperatura de aire de 56.7 °C, el récord más alto registrado oficialmente. En el mismo lugar, el 15 de julio de 1972, se midió una temperatura del suelo de 94 °C.

Sin embargo, los seres humanos también han superado estos récords naturales en experimentos científicos. En el reactor Joint European Torus, diseñado para investigar la energía de fusión nuclear, se alcanzaron temperaturas de 150 millones de Kelvin, diez veces más altas que las del núcleo solar. Sin embargo, incluso este logro palidece ante los 5.5 billones de grados Celsius alcanzados brevemente en el Gran Colisionador de Hadrones en 2012.

Tabla: Temperatura promedio en la superficie de algunos cuerpos en el Sistema Solar
Mercurio	167 °C
Venus	464 °C
Tierra	15 °C
Marte	-65 °C
Júpiter	-110 °C
Saturno	-140 °C
Urano	-195 °C
Neptuno	-200 °C
Plutón	-225 °C

Lecturas adicionales para los más curiosos

Records of Weather and Climate Extremes Table, World Meteorologial Organization.
The hottest and coldest places in the Solar System, The Planetary Society.
The coldest place in the solar system, The Planetary Society.
Hermite (crater), Wikipedia.
Solar System Temperatures, NASA.
Temperatures Across Our Solar System, NASA.
Livescience.com, What is the coldest place in the solar system?
Livescience.com, What is the coldest city in the world?
Livescience.com, Scientists just broke the record for the coldest temperature ever recorded in a lab.
World Meteorological Organization’s World Weather and Climate Extremes Archive
Climate Data, Climate Data For Cities Worldwide
NASA, Pluto Facts
Space.com, Moon Craters Could Be Coldest Place in Solar System
Christian Deppner, Waldemar Herr, Merle Cornelius, Peter Stromberger, Tammo Sternke, Christoph Grzeschik, Alexander Grote, Jan Rudolph, Sven Herrmann, Markus Krutzik, André Wenzlawski, Robin Corgier, Eric Charron, David Guéry-Odelin, Naceur Gaaloul, Claus Lämmerzahl, Achim Peters, Patrick Windpassinger, and Ernst M. Rasel (2021), Collective-Mode Enhanced Matter-Wave Optics, Phys. Rev. Lett. 127, 100401
JET Fusion Experiment: The Hottest Place in the Solar System.
Joint European Torus, Wikipedia.

Hot stuff: CERN physicists create record-breaking subatomic soup, Nature, NewsBlog.