Время остывания белого карлика зависит от его начальной массы и состава. Как правило, менее массивные белые карлики остывают медленнее, чем более крупные сородичи.
Процесс охлаждения белого карлика в первую очередь обусловлен потерей тепловой энергии при излучении тепла в космос. Скорость охлаждения высокая, когда белый карлик молодой и горячий, и постепенно снижается по мере охлаждения.
Подсчитано, что типичному белому карлику с массой, аналогичной массе Солнца, потребуется около 10 миллиардов лет, чтобы остыть до температуры около 3000 Кельвинов, что примерно соответствует температуре поверхности звезды красного гиганта. Однако меньшим белым карликам может потребоваться гораздо больше времени, чтобы остыть, а некоторым, по прогнозам, потребуются триллионы лет, чтобы достичь этой температуры.
Важно отметить, что Вселенной в настоящее время всего около 13,8 миллиарда лет, поэтому любые белые карлики, образовавшиеся после Большого взрыва, еще не успели полностью остыть.
Как белый карлик может светиться миллиарды лет, если все его топливо исчерпано?
Белый карлик, несмотря на название, довольно большой космический объект. В белом карлике нет реакции термоядерного синтеза, но после коллапса родительской звезды, типа Солнца, он очень сильно разогрет. Но поскольку белый карлик обладает большой массой и маленькой площадью поверхности, остывать он будет очень долго.
Основная причина почему белому карлику требуется так много времени для охлаждения, заключается в том, что вакуум (то есть космос) является довольно хорошим изолятором. Объект на Земле теряет тепло тремя способами:
– проводимость (то есть физический контакт с другим объектом и передача тепла от горячего объекта к более холодному объекту);
– конвекция (жидкость, например, воздух или вода, проходит мимо горячего объекта и отводит тепло);
– излучение (испускающее фотоны, уносящие энергию).
На Земле подавляющее большинство тепла передается посредством проводимости и конвекции. Ваше тело почти полностью охлаждается за счет конвекции; оно нагревает воздух вокруг вас, который уносится и заменяется более холодным воздухом в постоянном цикле.
В космосе эффективная проводимость и конвекция недоступны, поэтому белый карлик должен терять тепло гораздо менее эффективным методом излучения. Белому карлику требуются миллиарды лет, чтобы избавиться от огромного запаса тепла, накопившегося за время активного синтеза атомов звезды.
Можно ли потрогать остывший белый карлик рукой?
С точки зрения температуры – да, можно. Однако гравитация белого карлика никуда не делась. Приближение к остывшей звезде приведет к тому, что вы умрете еще задолго до того, как прикоснетесь к его поверхности. И не забывайте про радиацию. Радиация также станет серьезной проблемой.
