Beispiel für einen Weißen Zwergstern

Einige Sterne werden am Ende ihrer Lebensdauer zu Weißen Zwergen. Ein Stern in dieser Phase seiner Existenz ist superdicht; es kann die Masse der Sonne haben, aber nur so groß wie die Erde sein. Einer der ersten jemals beobachteten Weißen Zwergsterne ist der Begleiter von Sirius im Sternbild Canis Major. Die beiden Sterne, die ein Doppelsternsystem bilden, heißen Sirius A und Sirius B.

Im Laufe seines Lebens verbrennt ein Stern wie die Sonne schließlich seinen gesamten Kernbrennstoff, und dabei kollabiert er durch die Schwerkraft. Gleichzeitig dehnen sich seine äußeren Schichten aus und der Stern wird zu einem roten Riesen. Die Temperatur im Kern eines Sterns bleibt in diesem Stadium hoch und der Kern wird superdicht, da Die Schwerkraft komprimiert es weiter und die Kernprozesse beginnen, Helium in Kohlenstoff und schwereres umzuwandeln Elemente. Die äußere Schicht des Roten Riesen dehnt sich schließlich zu einem planetarischen Nebel aus und hinterlässt den heißen, dichten Kern, einen weißen Zwergstern.

Bis ein Roter Riese zu einem Weißen Zwerg geworden ist, ist die Fusion beendet und der Stern hat nicht genug Energie, um der Schwerkraft entgegenzuwirken. Folglich wird Materie so komprimiert, dass alle Energieniveaus mit Elektronen gefüllt sind und quantenmechanische Prinzipien verhindern, dass sie weiter schrumpft. Aufgrund dieses Prozesses ist die Masse des Weißen Zwergs begrenzt: das 1,4-fache der Sonnenmasse. Die Oberflächengravitation ist 100.000 Mal höher als auf der Erde, und die Atmosphäre, die hauptsächlich aus leichten Gasen wie Wasserstoff und Helium besteht, wird sehr nahe an die Oberfläche gezogen.

Der Astronom und Mathematiker Friedrich Bessel stellte 1844 die Existenz von Sirius B auf der Grundlage von Beobachtungen des viel sichtbareren Sirius A. Der Astronom Alvan Clark war der erste, der es 1862 sah. Es zu beobachten ist schwierig, weil es näher am Sirius A ist als Merkur an der Sonne und 8.200 lichtschwächer als das Sirius A. Mit einem Durchmesser von nur 0,008 dem der Sonne ist er noch kleiner als die Erde, aber seine Masse beträgt 97,8 bis 103,4 Prozent der Sonnenmasse. Es ist so dicht, dass 1 Kubikzoll seines Materials auf der Erde 13,6 Tonnen (15 Tonnen) wiegen würde.

Wenn ein Roter Riese brennt, der Rest seines Brennstoffs und der Kern weiter schrumpfen, wird sein Gravitationsfeld zu zu schwach, um die äußeren Gasschichten zu halten, und sie beginnen abzudriften und bilden das, was Astronomen einen Planeten nennen Nebel. Ein Beispiel ist der malerische Helixnebel, der im Volksmund als Auge Gottes bekannt ist und sich im Sternbild Wassermann befindet. Der Weiße Zwerg im Zentrum des Nebels sendet weiterhin große Mengen ultravioletter Strahlung aus, die die Gase im Nebel aufheizt und ihm seine charakteristischen Farben verleiht.