Ένας μαύρος νάνος είναι ένας λευκός νάνος που έχει κρυώσει στη θερμοκρασία του κοσμικού φόντου μικροκυμάτων, και έτσι είναι αόρατο. Σε αντίθεση με τους κόκκινους νάνους, τους καφέ νάνους και τους λευκούς νάνους, οι μαύροι νάνοι είναι εντελώς υποθετικοί.
Μόλις ένα αστέρι εξελιχθεί σε λευκό νάνο, δεν έχει πλέον εσωτερική πηγή θερμότητας και λάμπει μόνο επειδή εξακολουθεί να είναι ζεστό. Όπως κάτι που έχει ληφθεί από το φούρνο, μόνο ένας λευκός νάνος θα κρυώσει μέχρι να είναι η ίδια θερμοκρασία με το περιβάλλον του. Σε αντίθεση με το βραδινό δείπνο, το οποίο ψύχεται με μεταφορά, αγωγιμότητα και ακτινοβολία, ένας λευκός νάνος κρυώνει μόνο με ακτινοβολία.
Επειδή η πίεση εκφυλισμού ηλεκτρονίων το εμποδίζει να καταρρεύσει για να γίνει μια μαύρη τρύπα, ένας λευκός νάνος είναι ένας φανταστικός αγωγός θερμότητας (στην πραγματικότητα, η φυσική των αερίων Fermi εξηγεί την αγωγιμότητα τόσο των λευκών νάνων όσο και των μετάλλων!). Το πόσο γρήγορα κρυώνει ένας λευκός νάνος είναι εύκολο να επεξεργαστεί… εξαρτάται μόνο από την αρχική θερμοκρασία, τη μάζα και τη σύνθεσή του (οι περισσότεροι είναι άνθρακας συν οξυγόνο, μερικοί ίσως κυρίως οξυγόνο, νέον και μαγνήσιο, άλλοι ήλιο). Ω, και καθώς τουλάχιστον μέρος του πυρήνα ενός λευκού νάνου μπορεί να κρυσταλλωθεί, η καμπύλη ψύξης θα έχει λίγο χτύπημα τότε.
Το σύμπαν είναι μόλις 13,7 δισεκατομμύρια χρόνια, οπότε ακόμη και ένας λευκός νάνος σχηματίστηκε πριν από 13 δισεκατομμύρια χρόνια (απίθανο · τα αστέρια που γίνονται λευκοί νάνοι χρειάζονται ένα δισεκατομμύριο χρόνια, ή έτσι, για να το κάνουν) θα εξακολουθούσε να έχει θερμοκρασία μερικών χιλιάδων βαθμούς. Ο πιο δροσερός λευκός νάνος που έχει παρατηρηθεί μέχρι σήμερα έχει θερμοκρασία λίγο μικρότερη από 3.000 Κ. Πολύς δρόμος για να γίνει πριν γίνει μαύρος νάνος.
Η επίβλεψη του χρόνου που θα χρειαζόταν για έναν λευκό νάνο να κρυώσει στη θερμοκρασία του CMB είναι πραγματικά πολύ δύσκολο. Γιατί; Επειδή υπάρχουν πολλά ενδιαφέροντα εφέ που μπορεί να είναι σημαντικά, εφέ που δεν μπορούμε να διαμορφώσουμε ακόμη. Για παράδειγμα, ένας λευκός νάνος θα περιέχει κάποια σκοτεινή ύλη, και τουλάχιστον μερικές από αυτές μπορεί να αποσυντεθούν, για χρονικές περιόδους τεταρτημορίων ετών, δημιουργώντας θερμότητα. Ίσως τα διαμάντια να μην είναι για πάντα (τα πρωτόνια μπορεί επίσης να αποσυντεθούν). περισσότερη θερμότητα. Και το CMB γίνεται όλο και πιο δροσερό, καθώς το σύμπαν συνεχίζει να επεκτείνεται.
Τέλος πάντων, αν λέμε, αυθαίρετα, ότι στα 5 K ένας λευκός νάνος γίνεται ένας μαύρος νάνος, τότε θα χρειαστούν τουλάχιστον 10 ^ 15 χρόνια για να σχηματιστεί κάποιος.
Ένα ακόμη πράγμα: κανένας λευκός νάνος δεν είναι εντελώς μόνος. Μερικοί έχουν δυαδικούς συντρόφους, άλλοι μπορεί να περιπλανηθούν μέσα από ένα σύννεφο σκόνης… η μάζα εισροής προκαλεί επίσης θερμότητα και αν συσσωρευτεί αρκετό υδρογόνο στην επιφάνεια, μπορεί να εκραγεί σαν μια βόμβα υδρογόνου (αυτό είναι το novae!), θερμαίνοντας τον λευκό νάνο αρκετά.
Περισσότερα από το περιοδικό Space: Πώς πεθαίνει ένα αστέρι ;, Γιατί πεθαίνουν τα αστέρια ;, και ο Χαμπλ ανακαλύπτει μια παράξενη συλλογή λευκών νάνων… Νάνων.
Το τέλος του σύμπαντος Μέρος 1 και μέρος 2 είναι επεισόδια Cast Astronomy που αξίζει να ακούσετε, όπως είναι και η ζωή του ήλιου και η ζωή των άλλων αστεριών.
Βιβλιογραφικές αναφορές:
ΝΑΣΑ
NASA: Ηλικία του Σύμπαντος
Βικιπαίδεια
