黑矮星是怎样形成的？它们在哪里？

黑矮星的形成过程

由白矮星冷却演化而来

中等质量的恒星（质量约为太阳质量的 0.8 倍至 8 倍）在内部的氢和氦等核燃料耗尽后，会发生红巨星膨胀并抛射外层物质，最终留下致密的核心，即白矮星。白矮星的密度可达每立方厘米数吨至数十吨。白矮星刚形成时温度较高会发光，但随着时间推移，其内部热量逐渐散失。当白矮星的温度低到不再能发出可以被侦测到的光或热时，就演变成了黑矮星1。不过这个冷却过程极其漫长。理论上认为白矮星的自身热量散失到和宇宙温度差不多的状态需要历时 200 亿年左右。

由小质量恒星直接演化而来

质量较小的恒星，特别是那些质量在太阳质量的 8% - 50% 之间的红矮星和橙矮星，在内部的核聚变过程结束后，由于质量和压力不足以引发进一步的核反应，恒星将逐渐冷却并熄灭，最终成为黑矮星。红矮星的寿命非常长，可达太阳寿命的 10 - 100 倍。但即使是这么长的寿命，在目前宇宙的年龄下（约 137 亿年）也还不足以让红矮星直接演变成黑矮星。

黑矮星在哪里？

由于一颗恒星由形成至演变为黑矮星的生命周期比现今宇宙的年龄还要长，所以当前宇宙中不存在黑矮星。不过从理论上来说，如果未来宇宙中出现了黑矮星，它们可能存在于曾经有恒星形成和演化的区域，比如星系的各个部位，像星系盘、星系核、球状星团等地方。只是在当前的观测条件下无法确定其具体位置，而且即使存在，由于它们已停止放出辐射，即使有也是极微量，且多被宇宙微波背景辐射所遮盖，侦测难度极大。