Черно джудже е бяло джудже, което се е охладило до температурата на космическия микровълнов фон и така е невидимо. За разлика от червените джуджета, кафявите джуджета и белите джуджета, черните джуджета са изцяло хипотетични.
След като една звезда се е превърнала в бяло джудже, тя вече няма вътрешен източник на топлина и свети само защото все още е гореща. Подобно на нещо, взето от фурната, бялото джудже, оставено на мира, ще се охлади, докато стане на същата температура като заобикалящата го среда. За разлика от тази вечеря, която се охлажда чрез конвекция, проводимост и излъчване, бяло джудже се охлажда само от радиация.
Тъй като налягането на дегенерация на електроните го спира да се срути да се превърне в черна дупка, бялото джудже е фантастичен проводник на топлина (всъщност физиката на газовете на Ферми обяснява проводимостта както на бели джуджета, така и на метали!). Колко бързо се охлажда бяло джудже е лесно да се разбере ... зависи само от първоначалната му температура, маса и състав (повечето са въглерод плюс кислород; някои може би са предимно кислород, неон и магнезий; други - хелий). О, и поне поне част от сърцевината на бяло джудже може да изкристализира, охлаждащата крива ще има малко удар след това.
Вселената е само на 13,7 милиарда години, така че дори бялото джудже, образувано преди 13 милиарда години (малко вероятно; звездите, които стават бели джуджета, отнемат милиард години, или така, за да го направят), пак ще има температура от няколко хиляди градуса. Най-хладното бяло джудже, наблюдавано до момента, има температура малко по-малко от 3000 К. Дълъг път, преди да се превърне в черно джудже.
Разработването колко време ще отнеме бялото джудже да се охлади до температурата на CMB всъщност е доста сложно. Защо? Тъй като има много интересни ефекти, които могат да бъдат важни, ефекти, които все още не можем да моделираме. Например, бяло джудже ще съдържа някаква тъмна материя и поне част от това може да се разпадне през времеви периоди от четиригодишни години, генерирайки топлина. Може би диамантите не са завинаги (протоните също могат да се разпадат); повече топлина. И CMB става все по-готино, тъй като вселената продължава да се разширява.
Както и да е, ако кажем произволно, че при 5 К бяло джудже се превръща в черно джудже, тогава ще са необходими поне 10 ^ 15 години, за да се образува такова.
И още нещо: никое бяло джудже не е напълно сам; някои имат двоични спътници, други могат да се скитат през прашен облак ... падащата маса също генерира топлина и ако на повърхността се натрупа достатъчно количество водород, тя може да изчезне като водородна бомба (това са новите!), затопляйки бялото джудже доста малко.
Още от списание Space: Как умира звезда? Защо звездите умират ?, а Хъбъл открива странна колекция от бяло джудже ... джуджета.
Краят на Вселената, Част 1 и Част 2, са епизоди на астрономията в ролите, които си заслужава да слушате, както и Животът на Слънцето и Животът на другите звезди.
Препратки:
НАСА
НАСА: Епоха на Вселената
Wikipedia
