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黑矮星

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黑矮星是假想中的恒星残骸，是当一颗白矮星的温度低到不再能发出可以被侦测到的光或热的状态。由于一颗白矮星要达到此种状态所需要的时间远高过当前已有137亿年的宇宙年龄，因此在现今的宇宙中尚不可能有黑矮星的存在，而温度最低的白矮星将会是宇宙年龄的一个观测极限。

白矮星是由主序带上中或低质量的恒星（质量上限在9或10倍太阳质量），在它拥有的温度能使用的元素都在融合中耗尽或驱散之后的残骸[1]。一个高密度的电子简并物质除了缓慢的热辐射之外，最终将成为一颗黑矮星[2][3]。如果真有黑矮星存在，它也很难被侦测到，因为依照定义，它们只有很少的辐射。一种理论认为可以利用重力的扰动来检出[4]。

由于白矮星未来的演化还有物理学上的问题，像是暗物质的性质和质子衰变等的可能性和速率等，我们的理解依然很贫乏；也不知道需要多久的时间白矮星才会冷却成黑暗无光的状态[5], § IIIE, IVA.。巴罗和迪普勒估计需要1015（1000兆）年白矮星才能冷却到5K[6]；然而，如果大质量弱相互作用粒子存在，可能会因为粒子的这种作用，使白矮星变得更温暖，而需要大约1025（10秭）年[5], § IIIE.。如果质子不稳定，白矮星会因为质子衰变而维持住温度。理论上质子的生命期长达1037（10涧）年，Adams（英语：Gregory P. Laughlin）和Laughlin（英语：Gregory P. Laughlin）计算质子衰变会使一颗年老的、质量为太阳质的恒星的表面有效温度升高大约0.06K。虽然很冷，但仍比未来1037（10涧）年后的宇宙背景辐射要高[5], §IVB.。

黑矮星这个名称也曾被用在亚恒星天体，是指那些没有足够的质量，大约0.08太阳质量以下，维持氢燃烧的核聚变[7]。这种天体目前通称为棕矮星，这是在1970年代提出的名词[8]。同样的，黑矮星也不能与黑洞或中子星混为一谈。

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参考资料

  1. ^ §3, Heger, A.; Fryer, C. L.; Woosley, S. E.; Langer, N.; Hartmann, D. H. How Massive Single Stars End Their Life. Astrophysical Journal. 2003, 591 (1): 288–300 [2007-08-14]. doi:10.1086/375341. （原始内容存档于2018-08-27）. 
  2. ^ Johnson, Jennifer. Extreme Stars: White Dwarfs & Neutron Stars (PDF). Ohio State University. [2007-05-03]. （原始内容存档 (PDF)于2007-09-25）. 
  3. ^ Richmond, Michael. Late stages of evolution for low-mass stars. Rochester Institute of Technology. [2006-08-04]. （原始内容存档于2017-09-04）. 
  4. ^ Charles Alcock, Robyn A. Allsman, David Alves, Tim S. Axelrod, Andrew C. Becker, David Bennett, Kem H. Cook, Andrew J. Drake, Ken C. Freeman, Kim Griest, Matt Lehner, Stuart Marshall, Dante Minniti, Bruce Peterson, Mark Pratt, Peter Quinn, Alex Rodgers, Chris Stubbs, Will Sutherland, Austin Tomaney, Thor Vandehei, Doug L. Welch. Baryonic Dark Matter: The Results from Microlensing Surveys. 1999 [2009-09-03]. （原始内容存档于2017-11-06）. 
  5. ^ 5.0 5.1 5.2 A Dying Universe: The Long Term Fate and Evolution of Astrophysical Objects, Fred C. Adams and Gregory Laughlin, arXiv:astro-ph/9701131v1.
  6. ^ Table 10.2, The Anthropic Cosmological Principle, John D. Barrow and Frank J. Tipler, Oxford: Oxford University Press, 1986. ISBN 0-19-282147-4.
  7. ^ R. F. Jameson, M. R. Sherrington, and A. R. Giles. A failed search for black dwarfs as companions to nearby stars: pp 39–41. October 1983 [2009-09-03]. （原始内容存档于2018-11-30）. 
  8. ^ brown dwarf （页面存档备份，存于互联网档案馆）, entry in The Encyclopedia of Astrobiology, Astronomy, and Spaceflight, David Darling, accessed online May 24, 2007.
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