Скільки часу потрібно, щоб білий карлик остиг до чорного гнома?

Я читав на білих карликах, і мені траплялося це речення:

Без джерел енергії білий карлик остигає до чорного карлика за кілька мільярдів років. ^[1]

Однак, коли я заглянув на сторінку Вікіпедії на Білому карлику , це говорить

Оскільки обчислюється, що тривалість часу, щоб білий карлик досяг цього стану, перевищує поточний вік Всесвіту (приблизно 13,8 мільярда років), вважається, що ще немає чорних карликів.

Так що правда?

І яке правильне визначення чорного карлика?

Список літератури:

[1] Вступна астрономія та астрофізика. Зелик, М. Григорій, С. 4-е видання. Брукс / Коул. 1998 рік

Я думаю, що вам потрібно тут у Вікіпедії . У розділі "Випромінювання та охолодження" в ньому йдеться "Швидкість охолодження була оцінена ... Після того як спочатку було потрібно приблизно 1,5 мільярда років для охолодження до температури поверхні 7140 К, охолодження приблизно 500 К більше займає приблизно 0,3 млрд. років, але наступні два кроки близько 500 К ... потребують спочатку 0,4, а потім 1,1 мільярда років ».

Одним із способів є те, що швидкість охолодження (що забезпечує фіксовану зміну температури, тобто кожні 500 К) збільшується нелінійно. Це відбувається тому, що охолодження регулюється дифузійним процесом. Отже, при низькій температурі для охолодження на 500 K більше знадобилося б дуже багато часу, ніж у минулому.

Як хтось сказав у коментарі, точного визначення чорного гнома немає. Отже, я б не сказав, хто правильно чи неправильно, не розуміючи, як вони визначають обрізання.

Однак якщо ви приблизно визначите його, він повинен бути на рівні того, що його кольорова температура переходить за межі видимої довжини хвилі (тобто> 7000 А або <4000 К), і якщо ви дотримуєтесь згаданої вище інформації, екстраполюючи приблизно від 5500 К і припускаючи швидкість зміна 500 K є постійною, як це було зроблено на попередньому кроці (тобто від 6000 до 5500K за 1,1 мільярда років), приблизно ми отримуємо верхню межу для охолодження від 5500 до 4000 K за 3 мільярди років. Якщо додати про попередні 2 мільярди років від початкової температури до 5500 К, ми маємо> 5 мільярдів років для білого карлика від його початкового стану до приблизно 4000 К. Зауважимо, що 5 мільярдів є нижньою межею, оскільки ми цього не зробили врахуйте нелінійність.

(Зауважте, що ви також можете наблизити ефект нелінійності, якщо припустити приріст у 1 мільярд років на кожному кроці, що означає крок 6000-5000 К. При цьому нижня межа буде> 7 мільярдів років.)

Оскільки вік Всесвіту становить 13 мільярдів років, чи вірите ви, що чорний гном існує чи не залежить від i) визначення, ii) швидкості охолодження та iii) коливання (а це означає, що білого карлика, який народився крутим або проживання в середовищі, яке підтримує краще охолодження, ніж типове населення).

Я не думаю, що існує прийняте визначення "чорного гнома" - це не термін, який використовується в науковій літературі.

Популярне визначення, яке, як видається, поширюється в Інтернеті, - це те, що це білий карлик, який охолодився настільки, що більше не випромінює випромінювання у видимій частині спектра. Але це непрацездатне теоретичне визначення. Навіть найкрутіші об’єкти випромінюють деяке випромінювання в оптичній частині спектру; чи буде він виявлений чи ні, залежатиме від розміру об'єкта та від того, наскільки він віддалений від нас.

$\sim 1M_{\odot}$$M_R>19.1$

$\sim 0.6M_{\odot}$$\sim 4000$

Таким чином, якщо ви раді прийняти вищевикладене визначення, то чорні карлики можуть бути наслідком охолодження масивних білих карликів приблизно за 10 мільярдів років. Наведений нижче сюжет, взятий з статті Kaplan et al. (2014), показує деякі моделі охолодження масивних білих карликів з водневою атмосферою. Вони легко охолоджуються нижче 3000 К протягом 10 мільярдів років.

$\propto T^3$$\propto T^{3.5}$$T$$\propto T_s^4$$T_s$

$dT_s/dt \propto -T_s^{3/7}$$T_s \sim -t^{7/4}$

$T_s \sim t^{-7/20}$

Я думаю, що найважливіша частина будь-якої відповіді полягає в тому, що, як сказав Роб Джефріс, "чорні карлики" насправді не є річчю в астрономічній літературі, і я підозрюю, що це є причиною того, що ви отримуєте різні відповіді про те, скільки часу потрібно, щоб стати один. Різні люди придумують різні пороги, щоб стати єдиним.

Я б заперечував, що 3000 К занадто гарячий, щоб називати щось чорним. Нитка світиться лампочки крутіша від цього. За даними Вікіпедії , "практично всі тверді або рідкі речовини починають світитися близько 798 К (525 ° С) (977 ° F), мають м'який тьмяний червоний колір". Я не зміг знайти посилання на теоретичний час, необхідний для охолодження до цієї температури.