白いd星が黒いcool星に冷却するのにどれくらい時間がかかりますか？

私は白い小人を読んでいて、この文章に出会いました—

エネルギー源がなければ、白いd星は数十億年で黒いblack星に冷やされます。^[1]

しかし、ホワイトドワーフのウィキペディアのページを調べたとき、

白色d星がこの状態に達するのにかかる時間は、宇宙の現在の年齢（約138億年）よりも長いと計算されるため、黒色Because星はまだ存在しないと考えられています。

どちらが本当ですか？

そして、黒いd星の適切な定義は何ですか？

参照：

[1]入門天文学および天体物理学。Zellik、M。Gregory、S。第4版。ブルックス/コール。1998

あなたが必要とするものはウィキペディアのここにあると思います。「放射と冷却」セクションでは、「冷却速度は推定されています...最初に約15億年かけて表面温度7140 Kに冷却した後、さらに約500 K冷却すると約3億しかし、約500 Kの次の2つのステップは...最初に4億年、次に11億年かかります。」

1つのポイントは、冷却速度（温度の固定変化、つまり500 Kごとの変化）が非線形に増加していることです。これは、冷却が拡散プロセスによって支配されるためです。そのため、低温で500 K以上冷却するには、過去に比べて非常に長い時間がかかります。

誰かがコメントで言ったように、黒いd星の正確な定義はありません。だから、カットオフをどのように定義するかを理解せずに、誰が正しいか間違っているかは言いません。

ただし、色温度が可視波長を超えるレベル（つまり、> 7000 Aまたは<4000 K）になるように大まかに定義し、約5500 Kから外挿してレートを仮定して上記の情報に従う場合500 Kの変更は、前のステップ（つまり、6000から5500 Kに11億年かかった）で行ったように一定であり、5500から4000 Kに冷却するための上限はおよそ30億年です。初期温度から5500 Kまでの過去20億年を追加することにより、初期状態から約4000 Kまでの白色for星の50億年以上があります。50億は、非線形性を考慮してください。

（ステップ6000-5000 Kによって暗示される各ステップで10億年の増分を仮定することにより、非線形効果を近似することもできます。これを行うと、下限は> 70億年になります。）

宇宙の年齢は130億年であるため、黒a星が存在すると信じるかどうかは、i）定義、ii）冷却速度、iii）変動（つまり、冷静に生まれた白色d星が存在する可能性があることに依存する）または典型的な人口よりも優れた冷却をサポートする環境に住んでいます）。

私は「黒いd星」の受け入れられた定義があるとは思わない-それは科学文献で使用される用語ではない。

インターネット上で流通しているように見える一般的な定義は、スペクトルの可視部分の放射をもはや放射しない程度まで冷却された白いwar星であるということです。しかし、これは実行不可能な理論的定義です。最も冷たい物体でさえ、スペクトルの光学部分でいくらかの放射を放出します。検出可能かどうかは、オブジェクトのサイズとオブジェクトからの距離によって異なります。

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

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

したがって、上記の定義を喜んで受け入れた場合、約100億年の間に大規模な白色d星が冷却され、黒色d星が生じる可能性があります。カプラン等の論文から取られた以下のプロット。（2014）、水素雰囲気の巨大な白色white星のいくつかの冷却モデルを示しています。100億年以内に3000 K以下に簡単に冷却されます。

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

関連する微分方程式は、熱エネルギーの変化率が光度等しい（マイナス）ということです。

これをまとめると、 $dT_s/dt \propto -T_s^{3/7}$$T_s \sim -t^{7/4}$

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

答えの中で最も重要な部分は、ロブ・ジェフリーズが言ったように、「黒人小人」は天文学では実際のものではないということだと思います。 1。異なる人々は、一つになるための異なる閾値を考え出します。

私は、3000 Kが暑すぎて何かを黒と呼ぶことができないと主張します。白熱電球のフィラメントはそれよりも冷たいです。ウィキペディアによると、「実質的にすべての固体または液体の物質は、798 K（525°C）（977°F）付近でわずかにくすんだ赤色で輝き始めます」。私は、その温度まで冷却するのに必要な理論上の時間の参照を見つけることができませんでした。