白矮星

白矮星是一種很特殊的天體，它的體積小、亮度低，但質量大、密度極高。比如天狼星伴星(它是最早被發現的白矮星)，體積比地球大不了多少，但質量卻和太陽差不多!也就是說，它的密度在1000萬噸／立方米左右。

根據白矮星的半徑和質量，可以算出它的表麵重力等於地球表麵的1000萬～lO億倍。在這樣高的壓力下，任何物體都已不複存在，連原子都被壓碎了：電子脫離了原子軌道變為自由電子。

白矮星是一種晚期的恒星。根據現代恒星演化理論，白矮星是在紅巨星的中心形成的。

當紅巨星的外部區域迅速膨脹時，氦核受反作用力卻強烈向內收縮，被壓縮的物質不斷變熱，最終內核溫度將超過一億攝氏度，於是氦開始聚變成碳。

經過幾百萬年，氦核燃燒殆盡，現在恒星的結構組成已經不那麽簡單了：外殼仍然是以氫為主的混合物；而在它下麵有一個氦層，氦層內部還埋有一個碳球。核反應過程變得更加複雜，中心附近的溫度繼續上升，最終使碳轉變為其他元素。

與此同時，紅巨星外部開始發生不穩定的脈動振**：恒星半徑時而變大，時而又縮小，穩定的主星序恒星變為極不穩定的巨大火球，火球內部的核反應也越來越趨於不穩定，忽而強烈，忽而微弱。此時的恒星內部核心實際上密度已經增大到每立方厘米十噸左右，我們可以說，此時，在紅巨星內部，已經誕生了一顆自矮星。

白矮星的密度為什麽這樣大呢?

我們知道，原子是由原子核和電子組成的，原子的質量絕大部分集中在原子核上，而原子核的體積很小。比如氫原子的半徑為一億分之一厘米，而氫原子核．的半徑隻有十萬億分之一厘米。假如核的大小像一顆玻璃球，則電子軌道將在兩千米以外。

而在巨大的壓力之下，電子將脫離原子核，成自由電子。這種自由電子氣體將盡可能地占據原子核之間的空隙，從而使單位空間內包含的物質也將大大增多，密度大大提高了。形象地說，這時原子核是“沉浸於”電子中。

一般把物質的這種狀態叫做“簡並態”。簡並電子氣體壓力與白矮星強大的重力平衡，維持著白矮星的穩定。順便提一下，當白矮星質量進一步增大，簡並電子氣體壓力就有可能抵抗不住自身的引力收縮，白矮星還會坍縮成密度更高的天體：中子星或黑洞。

對單星係統而言，由於沒有熱核反應來提供能量，白矮星在發出光熱的同時，也以同樣的速度冷卻著。經過一百億年的漫長歲月，年老的白矮星將漸漸停止輻射而死去。它的軀體變成一個比鑽石還硬的巨大晶體——黑矮星而永存。

而對於多星係統，白矮星的演化過程則有可能被改變。