Domanda:
Che aspetto ha una nana nera?
Ingolifs
2017-07-25 14:08:16 UTC
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Una nana nera è un oggetto ipotetico che è il risultato finale del raffreddamento di una nana bianca. Non ne esistono ancora, perché nell'era dell'universo non c'è stato abbastanza tempo perché si raffreddassero a sufficienza. Le più antiche nane bianche conosciute sono a ~ 3800 K e si illuminerebbero di arancione. Ci vorranno molti miliardi di anni prima che siano abbastanza freddi (~ 750 K credo) da non emettere luce visibile ad occhio nudo.

Quindi, che aspetto avrebbe una nana nera? Presumo che sia illuminato da qualche altra fonte di luce come una stella.

La domanda potrebbe essere riformulata: qual è lo spettro visibile di assorbimento (ed emissione) della materia degenerata di elettroni?

Questo è il mio tentativo di risposta : Probabilmente non nero. Molto dipenderà dal fatto che la materia degenerata dagli elettroni si comporti come metallica o dielettrica, in base alla sua struttura a bande. La mia ipotesi sarebbe metallica, considerando che gli elettroni sono dissociati dai loro nuclei genitori nella materia elettronodegenerata.

Poiché la gravità superficiale di una nana nera sarebbe così forte, mi aspetto che la superficie sia molto liscia e relativamente priva di dispersione lambertiana.

Da queste due caratteristiche, farei una previsione provvisoria che una nana nera apparirebbe come una sfera simile a uno specchio.

È possibile che non vedresti la materia degenerata attraverso l'atmosfera. La gravità della superficie è ovviamente pazzesca e la temperatura più fredda potrebbe condensare ulteriormente l'atmosfera, ma una nana nera potrebbe ancora avere un'atmosfera di idrogeno / elio. https://en.wikipedia.org/wiki/White_dwarf#Atmosphere_and_spectra Domanda interessante come potrebbe essere.
Una risposta:
Rob Jeffries
2017-07-25 16:19:14 UTC
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Il materiale sulla superficie di una nana bianca non è degenerato. La superficie "visibile" è definita come dove la profondità ottica supera una certa soglia e ciò avverrà a una densità sufficientemente bassa che anche a poche centinaia di kelvin, il rapporto tra l'energia di Fermi e l'energia termica è troppo basso per una degenerazione significativa.

Inoltre, a queste temperature, gli elettroni attaccati all'idrogeno atomico e all'elio non sarebbero ionizzati e il materiale si troverebbe principalmente in stati atomici e molecolari.

In termini di aspetto un ragionevole il confronto sarebbe con quello dei fantastici nani T e Y; sebbene alcune delle sostanze chimiche più complesse che si verificano in quelle atmosfere non si verificherebbero in nane bianche molto fredde perché le tracce di elementi più pesanti sarebbero probabilmente affondate dall'atmosfera.

Modifica: noto che probabilmente lì sono nane bianche più fredde di 3000K. Questo è il limite superiore alla temperatura di un compagno invisibile della pulsar PSR 2222-0137. Kaplan et al. (2014) dicono che questa molto probabilmente una massiccia ( $ \ sim 1 M _ {\ odot} $ ) vecchia nana bianca che si è raffreddata così tanto da non è in grado di rilevarlo a lunghezze d'onda visibili, quindi probabilmente lo chiameresti "nana nera", anche se il termine non è usato nella letteratura scientifica.

Sarebbe interessante vedere come si comporterebbe una simile atmosfera. Sospetto che si comporterebbe in modo relativamente semplice. Probabilmente sarebbe alto solo decine o centinaia di metri, mentre le specifiche della direzione del vento prevalente dipenderebbero da quanto fosse vicino alla stella vicina. Sono anche curioso di sapere che aspetto avrebbe la materia nuda degenerata da elettroni (o materia degenerata da neutroni freddi).
@Ingolifs troverai tali domande già poste nel catalogo posteriore di Physics SE.


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Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 3.0 con cui è distribuito.
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