天体物理学导论/黑矮星

黑矮星

黑矮星被认为是初始质量介于 0.07 到 10 个太阳质量的恒星的最终阶段。在经历红巨星阶段后，恒星质量的很大一部分会以行星状星云的形式抛出。剩下的就是一个白矮星，它最初非常热，但不会通过核聚变产生任何新的能量 - 它由电子简并压支撑着。白矮星冷却非常缓慢，最终会变成死亡的黑矮星。这个过程需要很长时间，宇宙被认为还没有足够古老到包含黑矮星，所以它们是理论上的天体。

黑矮星是一种冷却到宇宙微波背景辐射温度的白矮星，因此是不可见的。与红矮星、褐矮星和白矮星不同，黑矮星完全是假设的。

一旦一颗恒星演化成白矮星，它就再也没有内部热源，它发光只是因为它仍然很热。就像从烤箱里拿出来的东西一样，白矮星被单独放置后会冷却下来，直到它的温度与周围环境相同。与今晚的晚餐不同，晚餐通过对流、传导和辐射冷却，而白矮星只通过辐射冷却。

由于电子简并压阻止它坍缩成黑洞，白矮星是一个极好的热量导体。因此，白矮星冷却的速度很容易计算出来……它只取决于它的初始温度、质量和成分（大多数是碳加氧；一些可能主要是氧、氖和镁；其他的是氦）。至少，白矮星核心的一部分可能会结晶，冷却曲线在那时会有一些凸起。

宇宙只有 137 亿年的历史，所以即使是 130 亿年前形成的白矮星（不太可能；变成白矮星的恒星需要大约 10 亿年才能做到这一点）它仍然会有几千度的温度。迄今为止观测到的最冷的白矮星的温度略低于 3000 开氏度。在它变成黑矮星之前还有很长的路要走。