Katai hitam adalah katai putih yang telah mendingin hingga suhu latar belakang gelombang mikro kosmik, dan karenanya tidak terlihat. Tidak seperti kurcaci merah, kurcaci coklat, dan kurcaci putih, kurcaci hitam sepenuhnya hipotetis.
Begitu sebuah bintang berevolusi menjadi kerdil putih, ia tidak lagi memiliki sumber panas internal, dan bersinar hanya karena masih panas. Seperti sesuatu yang diambil dari oven, dibiarkan saja katai putih akan mendingin hingga suhunya sama dengan sekitarnya. Tidak seperti makan malam malam ini, yang mendingin karena konveksi, konduksi, dan radiasi, kurcaci putih hanya mendingin oleh radiasi.
Karena tekanan degenerasi elektronnya yang menghentikannya agar tidak runtuh menjadi lubang hitam, white dwarf adalah konduktor panas yang fantastis (faktanya, fisika gas Fermi menjelaskan konduktivitas baik white dwarf maupun logam!). Seberapa cepat kurcaci putih mendingin dengan mudah dikerjakan ... itu hanya bergantung pada suhu awal, massa, dan komposisinya (sebagian besar adalah karbon plus oksigen; sebagian mungkin didominasi oksigen, neon, dan magnesium; helium lainnya). Oh, dan karena setidaknya bagian inti dari katai putih dapat mengkristal, kurva pendinginan akan memiliki sedikit benjolan di sekitarnya.
Alam semesta baru berusia 13,7 miliar tahun, sehingga bahkan sebuah katai putih terbentuk 13 miliar tahun yang lalu (tidak mungkin; bintang-bintang yang menjadi katai putih membutuhkan satu miliar tahun, atau lebih, untuk melakukannya) ia masih memiliki suhu beberapa ribu derajat. Katai putih paling keren yang diamati sampai saat ini memiliki suhu sedikit kurang dari 3.000. Jauh untuk pergi sebelum menjadi katai hitam.
Mengetahui berapa lama kurcaci putih untuk mendingin hingga suhu CMB sebenarnya cukup sulit. Mengapa? Karena ada banyak efek menarik yang mungkin penting, efek yang belum dapat kami modelkan. Misalnya, katai putih akan mengandung beberapa materi gelap, dan setidaknya beberapa di antaranya dapat membusuk, dalam rentang waktu empat kali lipat tahun, menghasilkan panas. Mungkin berlian tidak selamanya (proton juga dapat membusuk); lebih banyak panas. Dan CMB semakin dingin sepanjang waktu, karena alam semesta terus berkembang.
Ngomong-ngomong, jika kita katakan, secara sewenang-wenang, bahwa pada 5 K katai putih menjadi katai hitam, maka perlu setidaknya 10 ^ 15 tahun untuk terbentuk.
Satu hal lagi: tidak ada katai putih benar-benar sendirian; beberapa memiliki teman biner, yang lain mungkin berkeliaran melalui awan debu ... massa yang gagal menghasilkan panas juga, dan jika hidrogen yang cukup menumpuk di permukaan, ia bisa meledak seperti bom hidrogen (seperti itulah novae!), menghangatkan katai putih sedikit.
Lebih dari Space Magazine: Bagaimana Apakah Bintang Mati ?, Mengapa Bintang Mati ?, dan Hubble Menemukan Koleksi Aneh dari Dwarf Putih ... Dwarf.
The End of the Universe Bagian 1 dan Bagian 2 adalah episode Pemeran Astronomi yang layak didengarkan, demikian juga Kehidupan Matahari dan Kehidupan Bintang-Bintang Lain.
Referensi:
NASA
NASA: Zaman Semesta
Wikipedia
