흑색 왜성

Black dwarf
다른 용도는 검은색 왜성(명료화)을 참조하십시오.
블랙홀이나 블랙홀(반고전 중력)과 혼동하지 말 것.
별의 진화

흑색왜성은 이론상 별의 잔해로, 특히 백색왜성은 더 이상 상당한 열이나 빛을 방출하지 않을 정도로 충분히 식혀져 있습니다.백색왜성이 이 상태에 도달하는 데 걸리는 시간은 현재 우주의 나이(137억7000만 년)보다 긴 것으로 계산되기 때문에 현재까지 우주에는 흑색왜성이 존재하지 않을 것으로 예상된다.가장 차가운 백색왜성의 온도는 우주의 [1]나이에 대한 관측 한계 중 하나입니다.

"흑색 왜성"이라는 이름은 수소를 태우는 [2][3][4][5]핵융합을 유지하기 위해 질량이 충분하지 않은 (약 0.07 미만) 별 아래 천체인 가상의 말기 냉각된 갈색 왜성에도 적용되었습니다.

형성

백색왜성은 [1]융합하기에 충분한 온도를 가진 모든 원소를 방출하거나 융합한 후(약 9~10 태양질량 이하) 낮은 질량의 주계열성(M☉약 9~10 태양질량 이하)이 남아 있는 것입니다.남은 것은 열복사에 의해 천천히 냉각되고 결국 [6][7]흑색왜성이 되는 조밀한 전자퇴화물질의 구체입니다.

만약 흑색 왜성이 존재한다면, 그들은 정의상 매우 적은 양의 방사선을 방출할 것이기 때문에 발견하기가 매우 어려울 것입니다.그러나 그것들은 중력의 [8]영향을 통해 감지될 수 있을 것이다.MDM 천문대의 2.4m 망원경을 이용해 2012년 3900K(M0 분광형) 미만으로 냉각된 다양한 백색왜성을 발견했다.그것들은 110억년에서 120억년 [9]된 것으로 추정된다.

항성의 먼 미래의 진화는 암흑물질의 성질, 양성자 붕괴 가능성 및 속도와 같이 잘 이해되지 않는 물리적 질문에 달려 있기 때문에, 백색왜성이 [10]: §§IIIE, IVA 흑색까지 식는데 얼마나 걸릴지는 정확히 알려져 있지 않다.배로우와 티플러는 백색왜성이 5K까지 [11]식는 데 10년이15 걸릴 것으로 추정하지만, 만약 약하게 상호작용하는 거대입자(윔프)가 존재한다면, 일부 백색왜성은 약25 [10]: §IIIE 10년 동안 이것보다 훨씬 더 따뜻하게 유지될 가능성이 있다.양성자가 안정적이지 않으면 백색왜성은 양성자 붕괴에서 방출되는 에너지에 의해 따뜻하게 유지될 것입니다.애덤스와 러플린은 10년의 양성자37 수명 동안 양성자 붕괴가 오래된 태양 질량의 백색왜성의 유효 표면 온도를 약 0.06K로 올릴 것이라고 계산했다.춥긴 하지만,[10] 이것은 미래 10년 후의 우주 배경 복사 온도보다37 더 뜨거울 것으로 생각된다.

일부 거대 흑색 왜성은 결국 초신성 폭발을 일으킬 것으로 추측된다.이러한 현상은 화핵(밀도 기반) 핵융합이 별의 대부분을 철로 변환하여 일부 흑색왜성의 찬드라세카르 한계를 실제 질량 이하로 낮출 경우 발생합니다.만약 이 지점에 도달한다면, 그것은 붕괴하고 폭주하는 핵융합을 시작할 것이다.폭발에 가장 큰 질량은 태양질량 1.35에 가까우며 10년 정도1100 걸릴 것이고, 가장 작은 질량은 1.16 태양질량이며 10년 정도32000 걸릴 것이며, 이는 전체 흑색왜성의 약 1%에 해당한다.한 가지 중요한 경고는 양성자 붕괴가 핵폭발이 일어나는 것보다 훨씬 더 빠르게 흑색 왜성의 질량을 감소시켜 [12]초신성 폭발을 막을 수 있다는 것입니다.

태양의 미래

일단 태양이 중심핵에서 헬륨의 융합을 멈추고 80억 년 후에 행성상 성운에서 층을 방출하면, 태양은 백색왜성이 되고 수조 년 동안 더 이상 빛을 방출하지 않을 것입니다.그 후, 태양은 인간의 육안으로는 볼 수 없게 되어, 중력 효과가 뚜렷하게 나타나더라도 광학적인 시야에서 사라지게 됩니다.태양이 흑색 왜성이 될 수 있을 정도로 충분히 차가워지는 시간은15 약 10조 년이지만, 위에서 설명한 것처럼 약하게 상호작용하는 거대 입자(WIMP)가 존재한다면 이보다 훨씬 더 오래 걸릴 수 있습니다.

「 」를 참조해 주세요.

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레퍼런스

  1. ^ a b Heger, A.; Fryer, C. L.; et al. (2003). "How Massive Single Stars End Their Life". The Astrophysical Journal. 591 (1): 288–300. arXiv:astro-ph/0212469. Bibcode:2003ApJ...591..288H. doi:10.1086/375341. S2CID 59065632. Retrieved 25 March 2022.
  2. ^ Jameson, R. F.; Sherrington, M. R.; Giles, A.R. (October 1983). "A failed search for black dwarfs as companions to nearby stars". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 205: 39–41. Bibcode:1983MNRAS.205P..39J. doi:10.1093/mnras/205.1.39P.
  3. ^ Kumar, Shiv S. (1962). "Study of Degeneracy in Very Light Stars". Astronomical Journal. 67: 579. Bibcode:1962AJ.....67S.579K. doi:10.1086/108658.
  4. ^ Darling, David. "brown dwarf". The Encyclopedia of Astrobiology, Astronomy, and Spaceflight. David Darling. Retrieved May 24, 2007 – via daviddarling.info.
  5. ^ Tarter, Jill (2014), "Brown is not a color: Introduction of the term 'Brown Dwarf'", in Joergens, Viki (ed.), 50 Years of Brown Dwarfs – From Prediction to Discovery to Forefront of Research, Astrophysics and Space Science Library, vol. 401, Springer, pp. 19–24, doi:10.1007/978-3-319-01162-2_3, ISBN 978-3-319-01162-2
  6. ^ Johnson, Jennifer. "Extreme Stars: White Dwarfs & Neutron Stars" (PDF). Ohio State University. Retrieved 3 May 2007.
  7. ^ Richmond, Michael. "Late stages of evolution for low-mass stars". Rochester Institute of Technology. Retrieved 4 August 2006.
  8. ^ Alcock, Charles; Allsman, Robyn A.; Alves, David; Axelrod, Tim S.; Becker, Andrew C.; Bennett, David; et al. (1999). "Baryonic Dark Matter: The Results from Microlensing Surveys". In the Third Stromlo Symposium: The Galactic Halo. 165: 362. Bibcode:1999ASPC..165..362A.
  9. ^ "12 Billion-year-old white-dwarf stars only 100 light-years away". spacedaily.com. Norman, Oklahoma. 16 April 2012. Retrieved 10 January 2020.
  10. ^ a b c Adams, Fred C. & Laughlin, Gregory (April 1997). "A Dying Universe: The Long Term Fate and Evolution of Astrophysical Objects". Reviews of Modern Physics. 69 (2): 337–372. arXiv:astro-ph/9701131. Bibcode:1997RvMP...69..337A. doi:10.1103/RevModPhys.69.337. S2CID 12173790.
  11. ^ 표 10.2,
  12. ^ Caplan, M. E. (2020). "Black dwarf supernova in the far future". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 497 (4): 4357–4362. arXiv:2008.02296. Bibcode:2020MNRAS.497.4357C. doi:10.1093/mnras/staa2262. S2CID 221005728.