大小近似地球，质量可与太阳相比
两个球体相近的画面大小表示半径关系；白矮星周围的环表示大量物质集中在很小的体积内。
- 代表性大小
- 与地球大小相近观测证据 · NASA 恒星类型
- 代表性质量
- 可与太阳质量相比；并非所有白矮星都相同观测证据 · NASA 恒星与系外行星
- 本质
- 失去外层后留下的高温恒星核心观测证据 · NASA 恒星类型
矮星内容
白矮星
了解类太阳恒星抛掉外层后留下的炽热核心——白矮星，包括它的小体积、高密度、电子简并压、冷却过程以及在双星系统中的变化。
从问题出发的3D资料
观测证据当地球大小的天体容纳恒星级质量时，会发生什么变化？
将已观测的白矮星群体与代表性内部及冷却模型标为不同证据。
3D模型是帮助理解关系的教学表达。下方的数值和说明承载科学信息。
白矮星没有燃料，为什么还能发光？
白矮星是太阳一类低质量或中等质量恒星在生命末期失去外层后留下的炽热核心。它几乎不再在核心产生新的核聚变能量，却因为起初温度极高，会把储存的热量释放到太空中并持续发光。地球般大小的范围内可以容纳与太阳相当的质量，因此密度极高。
- 身份 恒星演化留下的遗骸，而不是仍在活动的主序星
- 大小 通常接近地球，但质量可与太阳相比。
- 支撑 电子简并压力抵抗引力收缩，使它维持很小的体积。
- 光 它不再燃烧新燃料，而是释放余热并逐渐冷却。
它为什么如此小却不会坍缩？
普通恒星依靠炽热气体的压力抵抗引力；白矮星的关键支撑则是量子力学效应——电子简并压力。电子不能无限占据同一状态，因此会抵抗引力对物质的进一步压缩。白矮星还有一个特殊趋势：质量越大，半径反而越小。不过这种支撑有极限，接近约1.4倍太阳质量的“钱德拉塞卡极限”后，稳定的白矮星将难以维持。
白矮星的白光不是新点燃的火焰，而是恒星炽热的最后核心缓慢冷却时留下的余辉。
白矮星如何形成？
- 主序星 太阳一类恒星在核心聚变氢。
- 巨星阶段 随着核心燃料变化，外层膨胀并损失质量。
- 外层抛射 外围气体扩散到太空，可能形成行星状星云。
- 白矮星 暴露的炽热核心不再核聚变，在漫长时间里冷却。
残余核心的主要成分会随恒星初始质量和演化不同而变化，可能是氦、碳和氧，或更重的元素。太阳预计最终会留下主要由碳和氧组成的白矮星。
冷却时，内部会发生什么？
白矮星并不会像简单温度计那样以恒定速度冷却。内部离子开始形成规则晶体结构时，潜热和元素分离会影响冷却速度。欧洲空间局的盖亚观测在大量白矮星的亮度和颜色分布中发现了这种结晶留下的冷却延迟信号。这是通过大规模群体观测确认“白矮星内部会凝固”这一长期预测的案例。
有伴星时为什么会更加剧烈？
孤立的白矮星通常会平静地冷却。若有距离很近的伴星，白矮星可能吸积气体，使表面发生爆发性核聚变并形成新星。某些双星演化路径还会引发摧毁白矮星的Ia型超新星。不过，研究人员正在探索Ia型超新星的多种可能路径，因此不能简单说“超过极限就一定以同一种方式爆炸”。伴星类型和质量传递过程都很重要。
白矮星是已经观测到的恒星遗骸。它充分冷却后的黑矮星，仍是尚未观测到的遥远未来概念。