什么是白矮星

白矮星是什么

白矮星（white dwarf），也称为简并矮星，是由简并态物质构成的致密天体。它们的密度极高，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。
在太阳附近的区域内已知的恒星中大约有6%是白矮星。这种异常微弱的白矮星大约在1910年就被亨利·诺利斯·罗素、爱德华·皮克林和威廉敏娜·弗莱明等人注意到, 白矮星的名字是威廉·鲁伊登在1922年取的。
白矮星被认为是中、低质量恒星演化阶段的最终产物，在我们所属的星系内97%的恒星都属于这一类。中低质量的恒星在渡过生命期的主序星阶段，结束以氢融合反应之后，将在核心进行氦融合，将氦燃烧成碳和氧的3氦过程，并膨胀成为一颗红巨星。如果红巨星没有足够的质量产生能够让碳聚变的更高温度，碳和氧就会在核心堆积起来。在散发出外面数层的气体成为行星状星云之后，留下来的只有核心的部分，这个残骸最终将成为白矮星。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。同样的，有些由氦组成的白矮星是由联星的质量损失造成的。
白矮星的内部不再有物质进行核聚变反应，因此不再有能量产生，也不再由核聚变的热来抵抗重力崩溃；它是由极端高密度的物质产生的电子简并压力来支撑。物理学上，对一颗没有自转的白矮星，电子简并压力能够支撑的最大质量是1.4倍太阳质量，也就是钱德拉塞卡极限。许多碳氧白矮星的质量都接近这个极限的质量，通常经由伴星的质量传递，可能经由所知道的碳引爆过程爆炸成为一颗Ia超新星。
白矮星形成时的温度非常高，目前发现最高温的白矮星是行星状星云NGC 2440中心的HD 62166，表面温度约200,000K，但是因为没有能量的来源，因此将会逐渐释放它的热量并且逐渐变冷，这意味着它的辐射会从最初的高色温随着时间逐渐减小并且转变成红色。经过漫长的时间，白矮星的温度将冷却到光度不再能被看见，成为冷的黑矮星。但是，现在的宇宙仍然太年轻（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。

什么是白矮星？

白矮星是一种由简并态物质组成的小型致密星，因此又称为简并矮星，它们是通过电子简并压和自身引力相平衡的方式维持自身结构的稳定。白矮星的主要成分是碳、氧的原子核以及电子，还有少量的氦、氖元素，它们的主要特征是高密度、高温、低光度，存在一个质量上限——钱德拉塞卡极限，其数值约等于1.4个太阳质量。

白矮星内部结构

通常认为白矮星是小质量恒星演化的结果，当恒星演化至红巨星阶段末期，由于内部核燃料即将消耗殆尽，从而无法维持结果的稳定，因此星体在自身引力的作用下剧烈收缩，结果可能会引发新星或者超新星事件将一部分质量抛射进宇宙空间，但是由于恒星本身质量不高，因此引力无法使大部分原子核解体病形成大量的中子，因此最终演化的残骸将会达到电子简并压和引力的平衡，白矮星就这么形成了。

白矮星的科学意义非常重大。首先，白矮星的存在证明了现有的小恒星演化模型的正确，从而间接证明了引力理论和量子相变理论的正确性；其次，白矮星为我们研究元素（主要是碳、氧）的起源提供了重要线索；再次，白矮星也为我们研究其他种类的致密星（例如中子星和黑洞）提供了重要的参考。

白矮星与地球的体积对比

白矮星是什么?

白矮星（White Dwarf，也称为简并矮星）是一种低光度、高密度、高温度的恒星。

白矮星的颜色呈白色、体积比较矮小，因此被命名为白矮星。白矮星是演化到末期的恒星，主要由碳构成，外部覆盖一层氢气与氦气。白矮星在亿万年的时间里逐渐冷却、变暗，它体积小，亮度低，但密度高，质量大。

1982年出版的白矮星星表表明，银河系中已被发现的白矮星有488颗，它们都是离太阳不远的近距天体。根据观测资料统计，大约有3%的恒星是白矮星，但理论分析与推算认为，白矮星应占全部恒星的10%左右。

扩展资料：

德国研究者发现了迄今最古老的白矮星：

北京时间2019年2月21日，当地时间19日，美国航空航天局(NASA)宣布，德国志愿科学工作者美琳达·策维诺特发现了迄今最古老、温度最低的白矮星。

这颗恒星被命名为J0207，位于摩羯星座，距地球145光年。它的温度为5800摄氏度，NASA相信，这颗星球已存在了30亿年。

在19日公布的声明中，NASA写道，策维诺特的发现“迫使科研者再度就行星系统重新思考，它也将帮助我们去了解太阳系遥远的未来。”策维诺特是一名业余科学工作者。她研究的重点是褐矮星，这种星比行星大，比恒星小。还在欧洲航天局ESA的研究期间，她就发现了非常亮、非常遥远的物质。

开始时，策维诺特认为从NASA得到的数据不准确，但还是将其发现交给了宇航员德贝斯和天文物理学家库赫纳。于是他们二人和加州大学圣地亚哥分校的布加瑟取得了联系，得到了使用夏威夷凯克天文台望远镜观测白矮星的机会，并成功证实了这颗恒星的存在。

参考资料来源：百度百科-白矮星

参考资料来源：中国网-NASA：德国研究者发现了迄今最古老的白矮星

什么是白矮星？

白矮星
白矮星(White Dwarf)是一种低光度、高密度、高温度的恒星。因为它的颜色呈白色、体积比较矮小，因此被命名为白矮星。

也有人认为,白矮星的前身可能是行星状星云.

白矮星属于演化到晚年期的恒星。恒星在演化后期，抛射出大量的物质，经过大量的质量损失后，如果剩下的核的质量小于1．44个太阳质量，这颗恒星便可能演化成为白矮星。对白矮星的形成也有人认为，白矮星的前身可能是行星状星云（是宇宙中由高温气体、少量尘埃等组成的环状或圆盘状的物质，它的中心通常都有一个温度很高的恒星──中心星）的中心星，它的核能源已经基本耗尽，整个星体开始慢慢冷却、晶化，直至最后“死亡”。

白矮星具有这样一些特征：

（1）体积小，它的半径接近于行星半径，平均小于103千米。

（2）光度（恒星每秒钟内辐射的总能量，即恒星发光本领的大小）非常小，要比正常恒星平均暗103倍。

（3）质量小于1．44个太阳质量。

（4）密度高达106～107克／厘米3，其表面的重力加速度大约等于地球表面重力加速度的10倍到104倍。假如人能到达白矮星表面，那么他休想站起来，因为在它上面的引力特别大，以致人的骨骼早已被自己的体重压碎了。

（5）白矮星的表面温度很高，平均为103℃。

（6）白矮星的磁场高达105～107高低

目前人们已经观测发现的白矮星有1000多颗。天狼星(Sirius)的伴星是第一颗被人们发现的白矮星，也是所观测到的最亮的白矮星（8等星）。1982年出版的白矮星星表表明，银河系中有488颗白矮星，它们都是离太阳不远的近距天体。根据观测资料统计，大约有3％的恒星是白矮星，但理论分析与推算认为，白矮星应占全部恒星的10％左右。

白矮星是一种很特殊的天体，它的体积小、亮度低，但质量大、密度极高。比如天狼星伴星（它是最早被发现的白矮星），体积比地球大不了多少，但质量却和太阳差不多！也就是说，它的密度在1000万吨/立方米左右。

根据白矮星的半径和质量，可以算出它的表面重力等于地球表面的1000万－10亿倍。在这样高的压力下，任何物体都已不复存在，连原子都被压碎了：电子脱离了原子轨道变为自由电子。

白矮星是一种晚期的恒星。根据现代恒星演化理论，白矮星是在红巨星的中心形成的。

当红巨星的外部区域迅速膨胀时，氦核受反作用力却强烈向内收缩，被压缩的物质不断变热，最终内核温度将超过一亿度，于是氦开始聚变成碳。

经过几百万年，氦核燃烧殆尽，现在恒星的结构组成已经不那么简单了：外壳仍然是以氢为主的混和物；而在它下面有一个氦层，氦层内部还埋有一个碳球。核反应过程变得更加复杂，中心附近的温度继续上升，最终使碳转变为其他元素。

与此同时，红巨星外部开始发生不稳定的脉动振荡：恒星半径时而变大，时而又缩小，稳定的主星序恒星变为极不稳定的巨大火球，火球内部的核反应也越来越趋于不稳定，忽而强烈，忽而微弱。此时的恒星内部核心实际上密度已经增大到每立方厘米十吨左右，我们可以说，此时，在红巨星内部，已经诞生了一颗白矮星。

我们知道，原子是由原子核和电子组成的，原子的质量绝大部分集中在原子核上，而原子核的体积很小。比如氢原子的半径为一亿分之一厘米，而氢原子核的半径只有十万亿分之一厘米。假如核的大小象一颗玻璃球，则电子轨道将在两公里以外。

而在巨大的压力之下，电子将脱离原子核，成自由电子。这种自由电子气体将尽可能地占据原子核之间的空隙，从而使单位空间内包含的物质也将大大增多，密度大大提高了。形象地说，这时原子核是“沉浸于”电子中。

一般把物质的这种状态叫做“简并态”。简并电子气体压力与白矮星强大的重力平衡，维持着白矮星的稳定。顺便提一下，当白矮星质量进一步增大，简并电子气体压力就有可能抵抗不住自身的引力收缩，白矮星还会坍缩成密度更高的天体：中子星或黑洞。

白矮星是恒星演化末期产生的天体。这些恒星不能维持核聚变反应，所以在经过氦闪进化到红巨星阶段之后，他们会将外壳抛出形成行星状星云，而留下一个核聚变产生的的高密度核心，即白矮星。

由于缺乏能量的来源，白矮星会逐步释放热能而发光而冷却。其核心靠电子的斥力对抗重力，其密度可达每立方厘米十吨。电子斥力不足以支持超过1.4倍太阳质量的白矮星，外壳的重力会进一步使恒星塌缩成中子星或者黑洞。这个过程中经常伴随着超新星爆发。

释放能量会造成恒星逐步冷却，表面温度逐渐降低，恒星的颜色也会随之变化。经过数千亿年之后，白矮星会冷却到无法发光，成为黑矮星。但是目前普遍认为宇宙的年龄（150亿年）不足以使任何白矮星演化到这一阶段。

【形成】

白矮星是中低质量的恒星的演化路线的终点。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）。恒星外壳的重力会压缩恒星产生一个高密度的天体。

一个典型的稳定独立白矮星具有大约半个太阳质量，比地球略大。这种密度仅次于中子星和夸克星。如果白矮星的质量超过1.4倍太阳质量，那么原子核之间的电荷斥力不足以对抗重力，电子会被压入原子核而形成中子星。

大部分恒星的演化过程都包含白矮星阶段。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。

双星或者多星系统中，由于星际物质的交换，恒星的演化过程可能与单独的恒星不同，例如天狼星的伴星就是一颗年老的大约一个太阳质量的白矮星，但是天狼星是一颗大约2.3个太阳质量的主序星。

白矮星螺旋

在大约1,600光年远的一个叫做J0806的非常著名的双星系统里，两个致密的白矮星每321秒绕各自的轨道旋转一周。钱德拉天文台天文学家的X射线波段数据分析反驳了一个已经给人留下深刻印象的观点：这两颗白矮星的短轨道周期处于一种稳定的状态，当他们的螺旋凑的越近，他们的周期越短。即使它们是分开有80,000公里的两个星(地球与月亮的距离是 400,000 公里)，它们也注定要合并的。根据这个艺术家般的观点描述，著名的J0806系统螺旋毁灭的原因便是同爱因斯坦相对论中预言的那样：白矮星由于重力波产生的影响而最终丧失它的轨道能量。事实上，J0806可能是我们银河系重力波最明亮的光源之一,可以直接利用未来设立在太空的重力波工具捕获。

白矮星是什么 由什么元素组成 如何形成

　　宇宙之大，需要我们探索的东西太多，恒星也是宇宙的一部分，在宇宙中存在着很多情况不同的恒星，白矮星就是其中一种，那么下面就由 星座知识 为大家揭晓下白矮星是什么？由什么元素组成？如何形成？

　　 白矮星是什么 为什么叫白矮星
　　白矮星（White Dwarf，也称为简并矮星）是一种低光度、高密度、高温度的恒星。因为它的颜色呈白色、体积比较矮小，因此被命名为白矮星。

　 　白矮星由什么元素组成
　　白矮星主要由C和O两种元素组成。

　　 白矮星如何形成
　　中低质量的恒星在渡过生命期的主序星阶段，结束以氢聚变反应之后。将在核心进行氦聚变，将氦燃烧成碳和氧的三氦聚变过程，并膨胀成为一颗红巨星。

　　当红巨星的外部区域迅速膨胀时，氦核受反作用力却强烈向内收缩，被压缩的物质不断变热，最终内核温度将超过一亿度，于是氦开始聚变成碳。经过几百万年，氦核燃烧殆尽，恒星的结构组成已经不那么简单了：外壳仍然是以氢为主的混合物，而在它下面有一个氦层，氦层内部还埋有一个碳球。核反应过程变得更加复杂，中心附近的温度继续上升，最终使碳转变为其他元素。与此同时，红巨星外部开始发生不稳定的脉动振荡：恒星半径时而变大，时而又缩小，稳定的主星序恒星变为极不稳定的巨大火球，火球内部的核反应也越来越趋于不稳定，忽而强烈，忽而微弱。此时的恒星内部核心实际上密度已经增大到每立方厘米十吨左右，我们可以说，此时，在红巨星内部，已经诞生了一颗白矮星。当恒星的不稳定状态达到极限后，红巨星会进行爆发，把核心以外的物质都抛离恒星本体，物质向外扩散成为星云，残留下来的内核就是我们能看到的白矮星。所以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燃烧碳却仍不足以燃烧氖的温度，这时就能形成核心由氧、氖和镁组成的白矮星。偶尔有些由氦组成的白矮星，不过这是由联星的质量损失造成的。

　　白矮星的内部不再有物质进行核聚变反应，因此恒星不再有能量产生。这时它也不再由核聚变的热来抵抗重力崩溃，而是由极端高密度的物质产生的电子简并压力来支撑。物理学上，对一颗没有自转的白矮星，电子简并压力能够支撑的最大质量是1.4倍太阳质量，也就是钱德拉塞卡极限。许多碳氧白矮星的质量都接近这个极限的质量，有时经由伴星的质量传递，白矮星可能经由碳引爆过程爆炸成为一颗Ia超新星。

　　白矮星形成时的温度非常高，但是因为没有能量的来源。因此将会逐渐释放它的热量并解逐渐变冷 （温度降低），这意味着它的辐射会从最初的高色温随着时间逐渐减小并且转变成红色。经过漫长的时间，白矮星的温度将冷却到光度不再能被看见，而成为冷的黑矮星。但是，现在的宇宙仍然太年轻 （大约137亿岁），即使是最年老的白矮星依然辐射出数千K的温度，还不可能有黑矮星的存在。

白矮星是什么？

白矮星，之所以说它“白”，是因为它的颜色呈白色。“矮”，自然是指它的体积，它的体积非常矮小，甚至比月球还小，不像超新星那样光彩夺目，显得低调，由此得名白矮星。白矮星是一种低光度、高密度、高温度的恒星，是在恒星的晚年红巨星的中心形成的。

白矮星产生于当红巨星中心，就像红巨星的宝宝一样。当恒星演化到红巨星时，它的外部区域迅速膨胀，氦核受反作用力却强烈向内收缩，被压缩的物质不断变热，最终内核温度将超过1亿℃，于是氦开始聚变成碳。https://imgchr.com/i/ASl5LD经过几百万年，氦核燃烧殆尽，现在恒星的结构组成已经不那么简单了：外壳仍然是以氢为主的混合物，而在它下面有一个氦层。氦层内部还埋有一个碳球。核反应过程变得更加复杂，中心附近的温度继续上升，最终使碳转变为其他元素。

与此同时，红巨星外部开始发生不稳定的脉动振荡：恒星半径时而变大，时而又缩小，稳定的主星序恒星变为极不稳定的巨大火球，火球内部的核反应也越来越趋于不稳定，忽而强烈，忽而微弱。此时的恒星内部核心实际上密度已经增大到每立方厘米10吨左右，我们可以说，此时，在红巨星内部，已经诞生了一颗白矮星。

由于引力在收缩过程中释放出很大的能量，致使白矮星白热化，表面温度能高达1万℃以上。这就是白矮星发白光的原因。

白矮星的体积小，它的半径接近于行星半径，平均小于103千米；光度非常小，要比正常恒星平均暗103倍；质量小于1.44个太阳质量，密度却高达106～107克／立方厘米，根据白矮星的半径和质量，可以算出它的表面重力等于地球表面的1000万～10亿倍。在这样高的压力下，任何物体都已不复存在，连原子都被压碎了：电子脱离了原子轨道变为自由电子；白矮星的表面温度很高，平均为103℃；白矮星的磁场高达105～107高斯。

白矮星