एक सफेद बौने को एक काले बौने को ठंडा करने में कितना समय लगता है?


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मैं सफ़ेद बौनों पर पढ़ रहा था, और मैं इस वाक्य पर आया था-

ऊर्जा स्रोतों के बिना, सफेद बौना कुछ अरब वर्षों में एक काले बौने को ठंडा करता है। [1]

हालाँकि, जब मैंने व्हाइट बौने पर विकिपीडिया पृष्ठ में देखा , तो यह कहता है

क्योंकि इस राज्य तक पहुंचने के लिए एक सफेद बौने के लिए समय की लंबाई ब्रह्मांड की वर्तमान आयु (लगभग 13.8 बिलियन वर्ष) से ​​अधिक होने की गणना की जाती है, यह माना जाता है कि अभी तक कोई भी काला बौना मौजूद नहीं है।

तो कौन सा सच है?

और एक काले बौने की उचित परिभाषा क्या है?


संदर्भ:

[१] परिचयात्मक खगोल विज्ञान और खगोल भौतिकी। ज़ेलिक, एम। ग्रेगरी, एस। 4 संस्करण। ब्रूक्स / कोल। 1998


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AFAIK में एक काले बौने की कोई उचित परिभाषा नहीं है और एक के बिना आप गणना नहीं कर सकते हैं कि उस राज्य को ठंडा होने में कितना समय लगता है।
रोब जेफ्रीज

जवाबों:


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मुझे लगता है कि आपको विकिपीडिया पर यहाँ क्या चाहिए । धारा "विकिरण और शीतलन" में, यह कहता है "शीतलन की दर का अनुमान लगाया गया है ... शुरू में लगभग 1.5 बिलियन वर्ष लेने के बाद सतह को 7140 K तक ठंडा करने के लिए, लगभग 500 और अधिक K को ठंडा करने में ... लगभग 0.3 बिलियन लगते हैं। वर्ष, लेकिन लगभग 500 K के अगले दो चरण ... पहले 0.4 और फिर 1.1 बिलियन वर्ष लें। "

एक उपाय यह है कि शीतलन की दर (तापमान में निश्चित परिवर्तन, अर्थात, हर 500 K) गैर-रैखिक रूप से बढ़ रही है। ऐसा इसलिए है क्योंकि शीतलन को प्रसार प्रक्रिया द्वारा नियंत्रित किया जाता है। इसलिए, कम तापमान पर, 500 K को ठंडा करने के लिए पहले की तुलना में बहुत लंबा समय लगेगा।

जैसा कि किसी ने टिप्पणी में कहा है, एक काले बौने की कोई सटीक परिभाषा नहीं है। इसलिए, मैं यह नहीं कहूंगा कि कटऑफ को कैसे परिभाषित किया जाए, यह समझे बिना सही या गलत कौन है।

हालांकि, यदि आप इसे मोटे तौर पर इस स्तर पर परिभाषित करते हैं कि इसका रंग तापमान दृश्य तरंग दैर्ध्य (अर्थात> 7000 ए या <4000 K) से आगे निकल जाता है, और यदि आप ऊपर वर्णित जानकारी का अनुसरण करते हुए लगभग 5500 K से बाहर निकालते हैं और दर ग्रहण करते हैं। बदलते हुए 500 K स्थिर है जैसा कि उसने पिछले चरण में किया था (अर्थात, 6000 से 5500K 1.1 बिलियन वर्ष ले रहा है), लगभग हमें 5500 से 4000 K तक कूलिंग के लिए ऊपरी सीमा 3 बिलियन वर्ष है। पिछले 2 बिलियन वर्षों को प्रारंभिक तापमान से घटाकर 5500 K करने से, हमारे पास> 5 बिलियन वर्ष एक सफेद बौने के लिए अपनी प्रारंभिक अवस्था से लगभग 4000 K. नीचे ध्यान दें कि 5 बिलियन एक कम सीमा है क्योंकि हमने नहीं किया गैर-रैखिकता पर विचार करें।

(ध्यान दें कि आप चरण 6000-5000 K द्वारा लगाए गए प्रत्येक चरण में 1 बिलियन वर्षों की वृद्धि मानकर गैर-रैखिकता प्रभाव का अनुमान लगा सकते हैं। ऐसा करने से, निचली सीमा> 7 बिलियन वर्ष होगी।)

चूंकि ब्रह्मांड की आयु 13 अरब वर्ष है, चाहे आप मानते हैं कि एक काला बौना मौजूद है या नहीं पर निर्भर करता है) परिभाषा, ii) ठंडा होने की दर, और iii) भिन्नता (जिसका अर्थ है कि एक सफेद बौना हो सकता है जो शांत पैदा हुआ था या उस वातावरण में रहना जो विशिष्ट आबादी की तुलना में बेहतर शीतलन का समर्थन करता है)।


यदि यह अधिक धीरे-धीरे ठंडा हो रहा है, तो यह घटती हुई दर है। तापमान की एक निश्चित इकाई को ठंडा करने का समय बढ़ रहा है, दर नहीं।
jpmc26

यहां समस्या यह है कि शीतलन दर का यह क्रूड एक्सट्रपलेशन काम नहीं करता है अगर गर्मी की क्षमता तापमान के साथ बदल जाती है। घने, उच्च द्रव्यमान वाले सफेद बौने डेबी शासन में प्रवेश कर सकते हैं जहां उनकी ताप क्षमता तापमान के साथ तेजी से गिरती है और वे अपनी शेष गर्मी को जल्दी से विकीर्ण कर सकते हैं। मेरे उत्तर में दिखाए गए भूखंड।
रोब जैफ्रीज

क्या डेबी कूलिंग केवल इसके मूल पर लागू होती है, जबकि समग्र ताप क्षमता और सतह के तापमान में लिफाफे के गुण भी शामिल होते हैं जो अभी भी अनिश्चित हैं?
कोर्नपोब भिरोमभकडी

कोर ताप क्षमता पर हावी है। गैर-पतित लिफाफा नगण्य है, विशेष रूप से एक विशाल सफेद बौने में।
रोब जेफ्रीज

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मुझे नहीं लगता कि "ब्लैक बौना" की एक स्वीकृत परिभाषा है - यह वैज्ञानिक साहित्य में इस्तेमाल किया जाने वाला शब्द नहीं है।

इंटरनेट पर प्रसारित होने वाली एक लोकप्रिय परिभाषा यह है कि यह एक सफेद बौना है जो इस हद तक ठंडा हो गया है कि यह अब स्पेक्ट्रम के दृश्य भाग में किसी भी विकिरण का उत्सर्जन नहीं करता है। लेकिन यह एक अविश्वसनीय सैद्धांतिक परिभाषा है। यहां तक ​​कि सबसे शांत वस्तुएं स्पेक्ट्रम के ऑप्टिकल हिस्से में कुछ विकिरण का उत्सर्जन करती हैं; यह पता लगाने योग्य है या नहीं, यह वस्तु के आकार पर निर्भर करेगा और यह हमसे कितनी दूर है।

~1आर>19.1

~0.6~4000

इस प्रकार, यदि आप उपरोक्त परिभाषा को स्वीकार करने में प्रसन्न हैं, तो काले बौनों का परिणाम लगभग दो अरब वर्षों में बड़े पैमाने पर सफेद बौनों के शीतलन से हो सकता है। नीचे दिया गया कथानक, कपलान एट अल के पेपर से लिया गया है। (2014), हाइड्रोजन वायुमंडल के साथ बड़े पैमाने पर सफेद बौनों के लिए कुछ शीतलन मॉडल दिखाता है। वे आसानी से 10 अरब वर्षों के भीतर 3000 के नीचे शांत हो जाते हैं।

बड़े पैमाने पर डीए सफेद बौना शीतलन मॉडल

αटी3αटी3.5टीαटीरों4टीरों

टी टी3 टीα-टी7/2

टीरों/टीα-टीरों3/7टीरों~-टी7/4

टीरों~टी-7/20


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मुझे लगता है कि किसी भी उत्तर का सबसे महत्वपूर्ण हिस्सा है, जैसा कि रोब जेफ्रीस ने कहा, "ब्लैक बौने" वास्तव में खगोलीय साहित्य में कोई चीज नहीं है, और मुझे संदेह है कि इस कारण से आपको अलग-अलग उत्तर मिलते हैं कि इसे बनने में कितना समय लगता है एक। अलग-अलग लोग एक बनने के लिए विभिन्न थ्रेसहोल्ड के साथ आते हैं।

मैं तर्क दूंगा कि 3000 K कुछ काला कहने के लिए बहुत गर्म है। चमकते हुए प्रकाश बल्ब का फिलामेंट उससे कहीं अधिक ठंडा होता है। विकिपीडिया के अनुसार , "लगभग सभी ठोस या तरल पदार्थ 798 K (525 ° C) (977 ° F) के आसपास चमकने लगते हैं, हल्के हल्के लाल रंग के साथ"। मुझे उस तापमान को ठंडा करने के लिए आवश्यक सैद्धांतिक समय का संदर्भ नहीं मिल पाया है।

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