Was ist der coolste bekannte Weiße Zwerg?

Der aus dem Jahr 2014 ist meiner Meinung nach immer noch der Rekordhalter – in dem Sinne, dass er einigermaßen überzeugend ist, dass der unsichtbare Begleiter des Pulsars PSR 2227-0137 konsistent damit ist, ein Weißer Zwerg mit einer Oberflächentemperatur unter 3000 K zu sein.

Es lohnt sich, darüber nachzudenken, warum solche Objekte möglicherweise schwer zu finden sind.

(1) Nur die massereichsten Weißen Zwerge hatten im Leben unserer Galaxie Zeit, unter 3000 K abzukühlen. Der Grund dafür ist, dass massereichere Weiße Zwerge kleiner sind und eine viel höhere Dichte haben. Dadurch können sie bei hohen Temperaturen in ihrem Inneren kristallisieren und die Wärmekapazität eines kristallinen Festkörpers wird viel geringer als die eines Gases bei gleicher Temperatur, was bedeutet, dass sie weniger Wärme zum Abstrahlen übrig haben. Weiße Zwerge mit hoher Masse sind selten ; sie sind die Endpunkte der Evolution von 6-8$M\odot$Sterne, die viel seltener sind als die 1-6$M_\odot$Sterne, die die meisten der masseärmeren Weißen Zwerge in der Galaxie produzieren.

(2) Sie sind fast unsichtbar. Temperaturen unter 3000 K erreichen das Gebiet der Braunen Zwerge. Jetzt haben wir Tausende von Braunen Zwergen gefunden, aber diese sind (a) wahrscheinlich häufiger als massereiche Weiße Zwerge (etwa 1 auf 5 Sterne) und (b) sie haben etwa den 20-fachen Radius eines massereichen Weißen Zwergs und emittieren daher bei gleicher Temperatur das 400-fache des Flussmittels. Daher wird es sehr schwierig sein, frei schwebende Kaltweiße Zwerge zu finden, insbesondere wenn sie an sich selten sind.

(3) Aber können wir sie nicht in binären Systemen finden? Wenn der Begleitstern ist$>1 M_\odot$dann wird es gelebt haben und in der Zeit gestorben sein, die der massive Weiße Zwerg brauchte, um abzukühlen, und das System müsste doppelt entartet sein. dh Ein Neutronenstern + Weißer Zwerg oder zwei Weiße Zwerge. Viele solcher Systeme sind bekannt, aber ich denke, wir kommen auf die Tatsache zurück, dass massive Weiße Zwerge selten sind, und wenn sie massiver sind als sagen$1.15M_\odot$es wird schwierig, sie von Neutronensternen zu unterscheiden, wenn man nur die Dynamik des Systems hat. Eine vielversprechendere Angriffslinie wäre es, sie als binäre Begleiter alter K- und M-Zwerge zu suchen. Dies würde jedoch bedeuten, dass das ursprüngliche binäre System ein sehr hohes Massenverhältnis gehabt hätte - ein beträchtlicher Teil dieser Systeme wäre ungebunden geworden, als der Vorläufer des Weißen Zwergs seine Masse (und den größten Teil des Systems) und sein sehr hohes Massenverhältnis verlor Binäre Systeme sind nicht so verbreitet. Meine Vermutung ist, dass die astrometrische Gaia-Durchmusterung eine gute Quelle für Kandidaten für kalte weiße Zwerge sein könnte, da sie die binären Bewegungen und sekundären (eigentlich die unsichtbaren primären) Massen für viele, viele K- und M-Sterne identifizieren wird. Jeder K/M-Star mit einem unsichtbaren Begleiter, der massiver ist als$1M_\odot$wird von Interesse sein.