OK, ich wusste nicht, wie ich diese Frage formulieren sollte. Aber der grundlegende Punkt ist, dass die meisten Weißen Zwerge, die wir klassifiziert haben, in Temperaturbereiche von etwa 50.000 K bis 6000 K fallen. Am Ende des Lebens eines massearmen Sterns erreichen die Kerntemperaturen jedoch Milliarden oder vielleicht sogar Billionen Kelvin. Wenn also der Stern stirbt und seine äußeren Schichten abwirft, wodurch der Kern freigelegt wird, wie lange genau dauert es, bis der Kern auf die „Standardtemperatur des Weißen Zwergs“ abgekühlt ist?
Die Antwort liegt in der Größenordnung von 1 Million Jahren, um sich von einer Standard-Endtemperatur von knapp darüber abzukühlen K bis zum oberen Ende des Temperaturbereichs des Weißen Zwergs, den Sie in Ihrer Frage angeben. Die Details würden genau von der Masse und Zusammensetzung des Weißen Zwergs abhängen, und es gibt auch einige theoretische Unsicherheiten in Bezug auf die Abkühlungsraten der Neutrinos.
Die Oberfläche eines Weißen Zwergs ist nicht seine Innentemperatur. Wenn Sie den Kern dem leeren Raum "aussetzen", wird es immer einen Übergang (dh einen Temperaturgradienten) zwischen einer Innentemperatur und einer "Photosphärentemperatur" geben, bei der die Plasmadichte so weit abfällt, dass Photonen entweichen können .
Beispielsweise haben Weiße Zwerge mit photosphärischen Temperaturen von 50.000 K bis 6.000 K Innentemperaturen von etwa K zu K. Diese Innentemperatur gilt für das Schüttgut ( %) des Weißen Zwergs, weil die Elektronenentartung zu einer hohen Wärmeleitfähigkeit führt und die Oberflächenschicht, wo die Temperatur fällt und die Elektronenentartung verschwindet, wegen der hohen Gravitation sehr dünn ist.
Die Abkühlungszeit für Kerne, die zu Weißen Zwergen werden, ist also möglicherweise nicht so kurz, wie Sie denken. Die dünne, äußere, nicht degenerierte Schicht wirkt wie ein isolierender Mantel um einen Warmwasserspeicher. Die Abkühlungszeitskala (die Zeit, um die gesamte innere Wärme bei ihrer aktuellen Leuchtkraft abzustrahlen) ändert sich von mehreren zehn Millionen Jahren bei Innentemperaturen von K bis Milliarden von Jahren bei Innentemperaturen von K, dank der starken Abhängigkeit der Leuchtkraft von der Temperatur.
Diese Geschichte funktioniert jedoch nur, wenn der Kern auf etwa abgekühlt ist K von seinen Anfangstemperaturen. Oberhalb dieser Temperatur erfolgt der Hauptkühlmechanismus über die Neutrino-Emission, und die Isolierhülle hält sie nicht auf. Die Neutrino-Emission ist stark temperaturabhängig . Also die anfängliche Abkühlphase zu K ist sehr schnell, sobald Kernreaktionen aufgehört haben; etwa eine Million Jahre. Danach werden die Neutrinoverluste sehr schnell sehr viel kleiner und sicherlich dominiert die Photonenemission bei den Innentemperaturen K und die photosphärische Temperatur ist <30.000 K.
Ein ähnlicher Prozess findet in Neutronensternen statt. Sehr schnelle Abkühlung durch Neutrinos z Jahren gefolgt von einer langsameren photosphärischen Abkühlung später. Der Unterschied besteht darin, dass sich die meisten Weißen Zwerge, die wir sehen, in der photosphärischen Abkühlungsphase befinden, während die Neutronensterne, die wir sehen können, mit Neutrinos abkühlen. Neutronensterne haben so kleine Radien, dass sie praktisch unsichtbar werden, sobald sie die photosphärische Abkühlungsphase erreicht haben.