Пример звезды белого карлика

Некоторые звезды становятся белыми карликами ближе к концу своей жизни. Звезда в этой фазе своего существования сверхплотна; он может иметь массу Солнца, но быть размером с Землю. Одна из первых когда-либо наблюдаемых белых карликов - спутник Сириуса в созвездии Большого Пса. Две звезды, образующие двойную систему, известны как Сириус A и Сириус B.

В течение своей жизни такая звезда, как Солнце, в конечном итоге сжигает все свое ядерное топливо, и при этом сила тяжести заставляет его коллапсировать. При этом ее внешние слои расширяются, и звезда становится красным гигантом. Температура в ядре звезды на этой стадии остается высокой, и ядро ​​становится сверхплотным по мере того, как гравитация продолжает сжимать его, и ядерные процессы начинают превращать гелий в углерод и более тяжелый элементы. Внешний слой красного гиганта в конечном итоге расширяется в планетарную туманность, оставляя после себя горячее плотное ядро, которое представляет собой белый карлик.

К тому времени, когда красный гигант превратился в белого карлика, термоядерный синтез прекратился, и у звезды не хватило энергии, чтобы противодействовать силе гравитации. Следовательно, материя становится настолько сжатой, что все энергетические уровни заполняются электронами, а принципы квантовой механики не позволяют ей сжиматься дальше. Из-за этого процесса масса белого карлика ограничена: в 1,4 раза больше массы Солнца. Поверхностная гравитация в 100000 раз больше, чем на Земле, а атмосфера, состоящая в основном из легких газов, таких как водород и гелий, притягивается очень близко к поверхности.

Астроном и математик Фридрих Бессель выдвинул гипотезу о существовании Сириуса B в 1844 году, основываясь на наблюдениях за гораздо более заметным Сириусом А. Астроном Алван Кларк первым увидел его в 1862 году. Наблюдать за ним сложно, потому что он ближе к Сириусу А, чем Меркурий к Солнцу, и на 8 200 слабее, чем Сириус А. Имея диаметр всего 0,008 от диаметра Солнца, он даже меньше Земли, но его масса составляет от 97,8 до 103,4 процента от массы Солнца. Он настолько плотный, что 1 кубический дюйм его материала весил бы 13,6 метрических тонны (15 тонн) на Земле.

Когда красный гигант горит, то, что осталось от его топлива, а ядро ​​продолжает сжиматься, его гравитационное поле становится равным. слишком слаб, чтобы удерживать внешние слои газа, и они начинают отдаляться, образуя то, что астрономы называют планетарными туманность. Одним из примеров является живописная туманность Спираль, известная как Глаз Бога, расположенная в созвездии Водолея. Белый карлик в центре туманности продолжает излучать большое количество ультрафиолетового излучения, которое нагревает газы в туманности и придает ей характерные цвета.