「白矮星」是什么？

「白矮星」是什么？

白矮星，顾名思义就是又白又小（矮理解为小）的恒星。白矮星的平均密度大约是太阳密度的百万倍，约为10^6克 / 立方厘米，一颗质量与太阳相当的白矮星体积只有地球一般的大小，微弱的光度则来自过去储存的热能。白矮星的内部不再进行核聚变反应，因此也不再由核聚变的热来抵抗引力，而是由极端高密度的物质产生的电子简并压力来支撑。经过漫长的时间，白矮星将成为冷的黑矮星。

质量在0.07到10 m☉.之间的主序星最终会演化成白矮星。在红巨星阶段的末期，恒星的中心会因为温度、压力不足或者核聚变达到铁阶段而停止产生能量（产生比铁还重的元素不能产生能量，而需要吸收能量），碳和氧就会在恒星的核心堆积起来。红巨星散发到外面的气体将成为行星状星云，留下来的核心部分将成为白矮星。因此，白矮星通常都由碳和氧组成。但也有可能核心的温度可以达到使碳聚变却仍不足以使氖聚变的高温，这时就能形成核心由氧、氖和镁组成的白矮星。如果白矮星（恒星的核心）的质量超过1.4倍太阳质量，那么它会成为中子星。但是由于很多恒星会通过新星或者超新星爆发将外壳抛出，一些质量略大的恒星也可能最终演化成白矮星。

白矮星一旦形成就很稳定，并且几乎会无限期地持续冷却，最终会变成黑矮星。但是，形成黑矮星需要的时间太长，超过了现在宇宙的年龄（大约137亿岁），即使是最年老的白矮星依然辐射出数千度K的温度，还没有黑矮星的存在。

白矮星也可能被伴星吞噬或蒸发，导致白矮星失去大量质量，成为行星质量物体。由此产生的物体围绕着前伴星（现在是主星）旋转，可能成为氦行星或碳行星。

如果白矮星位于双星系统中，并从其伴星中吸收物质，可能会出现各种现象，比如说变为Ia型超新星。如果一个双星系统中有一颗白矮星，在距离足够近的情况下，它会从另一个恒星上偷取物质，变得更重，密度更大，更不稳定。当白矮星吸取了足够的能量之后，其内部的碳和氧开始转变成铁，一段时间后白矮星就爆炸了，并把铁喷射到太空。

由两个白矮星组成的双星系统可以以引力波的形式辐射能量，导致它们的相互轨道不断靠近，直到恒星合并。

第一颗被发现的白矮星是三合星的波江座 40，它的成员是主序星的波江座 40A，和在一段距离外组成联星的白矮星波江座 40B和主序星的波江座 40C。波江座 40B和波江座 40C这一对联星是威廉·赫歇尔在1783年1月31日发现的。

1892年，Alvan Graham Clark发现天狼星的伴星。根据对恒星数据的分析，这个伴星的质量约一个太阳质量，表面温度大约25000K，但是其光度大约是天狼星的万分之一，所以根据光度和表面积的关系，推断出其大小与地球相当。这样的密度是地球上的物质达不到的。1917年，Adriaan Van Maanen发现了目前已知离太阳最近的白矮星Van Maanen星。

在二十世纪初由Max Planck等人发展出量子理论之后，Ralph H. Fowler于1926年建立了一个基于费米-狄拉克统计的解释白矮星的密度的理论。

1930年，苏布拉马尼扬·钱德拉塞卡发现了白矮星的质量上限（钱德拉塞卡极限），并因此获得1983年的诺贝尔物理学奖。

2014年4月，天文学家在浩瀚的宇宙之中发现了一颗已有110亿年寿命的白矮星，它的温度之低已经使构成它的碳结晶化，成为了一颗“钻石星球”。

2015年02月，发现行星状星云Henize 2-428中央存在两颗白矮星，质量比太阳要小一些，但两颗白矮星正在相互靠近，大约在7亿年内它们会发生合并，产生一次la型超新星爆发，最终这两颗白矮星会在一场超级爆发中烟消云散。

参考资料［1］《现代宇宙学》，清华大学出版社，吴大江编著

［2］白矮星，红巨星，超新星，超新星爆炸，黑矮星，1a型超新星等，搜狗百科，维基百科