什么是白矮星

白矮星是什么

白矮星（white dwarf），也稱為簡并矮星，是由簡并態物質構成的致密天體。它們的密度極高，一顆質量與太陽相當的白矮星體積只有地球一般的大小，微弱的光度則來自過去儲存的熱能。
在太陽附近的區域內已知的恒星中大約有6%是白矮星。這種異常微弱的白矮星大約在1910年就被亨利·諾利斯·羅素、愛德華·皮克林和威廉敏娜·弗萊明等人注意到, 白矮星的名字是威廉·魯伊登在1922年取的。
白矮星被認為是中、低質量恒星演化階段的最終產物，在我們所屬的星系內97%的恒星都屬于這一類。中低質量的恒星在渡過生命期的主序星階段，結束以氫融合反應之后，將在核心進行氦融合，將氦燃燒成碳和氧的3氦過程，并膨脹成為一顆紅巨星。如果紅巨星沒有足夠的質量產生能夠讓碳聚變的更高溫度，碳和氧就會在核心堆積起來。在散發出外面數層的氣體成為行星狀星云之后，留下來的只有核心的部分，這個殘骸最終將成為白矮星。因此，白矮星通常都由碳和氧組成。但也有可能核心的溫度可以達到使碳聚變卻仍不足以使氖聚變的高溫，這時就能形成核心由氧、氖和鎂組成的白矮星。同樣的，有些由氦組成的白矮星是由聯星的質量損失造成的。
白矮星的內部不再有物質進行核聚變反應，因此不再有能量產生，也不再由核聚變的熱來抵抗重力崩潰；它是由極端高密度的物質產生的電子簡并壓力來支撐。物理學上，對一顆沒有自轉的白矮星，電子簡并壓力能夠支撐的最大質量是1.4倍太陽質量，也就是錢德拉塞卡極限。許多碳氧白矮星的質量都接近這個極限的質量，通常經由伴星的質量傳遞，可能經由所知道的碳引爆過程爆炸成為一顆Ia超新星。
白矮星形成時的溫度非常高，目前發現最高溫的白矮星是行星狀星云NGC 2440中心的HD 62166，表面溫度約200,000K，但是因為沒有能量的來源，因此將會逐漸釋放它的熱量并且逐漸變冷，這意味著它的輻射會從最初的高色溫隨著時間逐漸減小并且轉變成紅色。經過漫長的時間，白矮星的溫度將冷卻到光度不再能被看見，成為冷的黑矮星。但是，現在的宇宙仍然太年輕（大約137億歲），即使是最年老的白矮星依然輻射出數千度K的溫度，還沒有黑矮星的存在。

什么是白矮星？

白矮星是一種由簡并態物質組成的小型致密星，因此又稱為簡并矮星，它們是通過電子簡并壓和自身引力相平衡的方式維持自身結構的穩定。白矮星的主要成分是碳、氧的原子核以及電子，還有少量的氦、氖元素，它們的主要特征是高密度、高溫、低光度，存在一個質量上限——錢德拉塞卡極限，其數值約等于1.4個太陽質量。

白矮星內部結構

通常認為白矮星是小質量恒星演化的結果，當恒星演化至紅巨星階段末期，由于內部核燃料即將消耗殆盡，從而無法維持結果的穩定，因此星體在自身引力的作用下劇烈收縮，結果可能會引發新星或者超新星事件將一部分質量拋射進宇宙空間，但是由于恒星本身質量不高，因此引力無法使大部分原子核解體病形成大量的中子，因此最終演化的殘骸將會達到電子簡并壓和引力的平衡，白矮星就這么形成了。

白矮星的科學意義非常重大。首先，白矮星的存在證明了現有的小恒星演化模型的正確，從而間接證明了引力理論和量子相變理論的正確性；其次，白矮星為我們研究元素（主要是碳、氧）的起源提供了重要線索；再次，白矮星也為我們研究其他種類的致密星（例如中子星和黑洞）提供了重要的參考。

白矮星與地球的體積對比

白矮星是什么?

白矮星（White Dwarf，也稱為簡并矮星）是一種低光度、高密度、高溫度的恒星。

白矮星的顏色呈白色、體積比較矮小，因此被命名為白矮星。白矮星是演化到末期的恒星，主要由碳構成，外部覆蓋一層氫氣與氦氣。白矮星在億萬年的時間里逐漸冷卻、變暗，它體積小，亮度低，但密度高，質量大。

1982年出版的白矮星星表表明，銀河系中已被發現的白矮星有488顆，它們都是離太陽不遠的近距天體。根據觀測資料統計，大約有3%的恒星是白矮星，但理論分析與推算認為，白矮星應占全部恒星的10%左右。

擴展資料：

德國研究者發現了迄今最古老的白矮星：

北京時間2019年2月21日，當地時間19日，美國航空航天局(NASA)宣布，德國志愿科學工作者美琳達·策維諾特發現了迄今最古老、溫度最低的白矮星。

這顆恒星被命名為J0207，位于摩羯星座，距地球145光年。它的溫度為5800攝氏度，NASA相信，這顆星球已存在了30億年。

在19日公布的聲明中，NASA寫道，策維諾特的發現“迫使科研者再度就行星系統重新思考，它也將幫助我們去了解太陽系遙遠的未來。”策維諾特是一名業余科學工作者。她研究的重點是褐矮星，這種星比行星大，比恒星小。還在歐洲航天局ESA的研究期間，她就發現了非常亮、非常遙遠的物質。

開始時，策維諾特認為從NASA得到的數據不準確，但還是將其發現交給了宇航員德貝斯和天文物理學家庫赫納。于是他們二人和加州大學圣地亞哥分校的布加瑟取得了聯系，得到了使用夏威夷凱克天文臺望遠鏡觀測白矮星的機會，并成功證實了這顆恒星的存在。

參考資料來源：百度百科-白矮星

參考資料來源：中國網-NASA：德國研究者發現了迄今最古老的白矮星

什么是白矮星？

白矮星
白矮星(White Dwarf)是一種低光度、高密度、高溫度的恒星。因為它的顏色呈白色、體積比較矮小，因此被命名為白矮星。

也有人認為,白矮星的前身可能是行星狀星云.

白矮星屬于演化到晚年期的恒星。恒星在演化后期，拋射出大量的物質，經過大量的質量損失后，如果剩下的核的質量小于1．44個太陽質量，這顆恒星便可能演化成為白矮星。對白矮星的形成也有人認為，白矮星的前身可能是行星狀星云（是宇宙中由高溫氣體、少量塵埃等組成的環狀或圓盤狀的物質，它的中心通常都有一個溫度很高的恒星──中心星）的中心星，它的核能源已經基本耗盡，整個星體開始慢慢冷卻、晶化，直至最后“死亡”。

白矮星具有這樣一些特征：

（1）體積小，它的半徑接近于行星半徑，平均小于103千米。

（2）光度（恒星每秒鐘內輻射的總能量，即恒星發光本領的大小）非常小，要比正常恒星平均暗103倍。

（3）質量小于1．44個太陽質量。

（4）密度高達106～107克／厘米3，其表面的重力加速度大約等于地球表面重力加速度的10倍到104倍。假如人能到達白矮星表面，那么他休想站起來，因為在它上面的引力特別大，以致人的骨骼早已被自己的體重壓碎了。

（5）白矮星的表面溫度很高，平均為103℃。

（6）白矮星的磁場高達105～107高低

目前人們已經觀測發現的白矮星有1000多顆。天狼星(Sirius)的伴星是第一顆被人們發現的白矮星，也是所觀測到的最亮的白矮星（8等星）。1982年出版的白矮星星表表明，銀河系中有488顆白矮星，它們都是離太陽不遠的近距天體。根據觀測資料統計，大約有3％的恒星是白矮星，但理論分析與推算認為，白矮星應占全部恒星的10％左右。

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，可以算出它的表面重力等于地球表面的1000萬－10億倍。在這樣高的壓力下，任何物體都已不復存在，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度，于是氦開始聚變成碳。

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么簡單了：外殼仍然是以氫為主的混和物；而在它下面有一個氦層，氦層內部還埋有一個碳球。核反應過程變得更加復雜，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蕩：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于不穩定，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，已經誕生了一顆白矮星。

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，而氫原子核的半徑只有十萬億分之一厘米。假如核的大小象一顆玻璃球，則電子軌道將在兩公里以外。

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“沉浸于”電子中。

一般把物質的這種狀態叫做“簡并態”。簡并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，簡并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。

白矮星是恒星演化末期產生的天體。這些恒星不能維持核聚變反應，所以在經過氦閃進化到紅巨星階段之后，他們會將外殼拋出形成行星狀星云，而留下一個核聚變產生的的高密度核心，即白矮星。

由于缺乏能量的來源，白矮星會逐步釋放熱能而發光而冷卻。其核心靠電子的斥力對抗重力，其密度可達每立方厘米十噸。電子斥力不足以支持超過1.4倍太陽質量的白矮星，外殼的重力會進一步使恒星塌縮成中子星或者黑洞。這個過程中經常伴隨著超新星爆發。

釋放能量會造成恒星逐步冷卻，表面溫度逐漸降低，恒星的顏色也會隨之變化。經過數千億年之后，白矮星會冷卻到無法發光，成為黑矮星。但是目前普遍認為宇宙的年齡（150億年）不足以使任何白矮星演化到這一階段。

【形成】

白矮星是中低質量的恒星的演化路線的終點。在紅巨星階段的末期，恒星的中心會因為溫度、壓力不足或者核聚變達到鐵階段而停止產生能量（產生比鐵還重的元素不能產生能量，而需要吸收能量）。恒星外殼的重力會壓縮恒星產生一個高密度的天體。

一個典型的穩定獨立白矮星具有大約半個太陽質量，比地球略大。這種密度僅次于中子星和夸克星。如果白矮星的質量超過1.4倍太陽質量，那么原子核之間的電荷斥力不足以對抗重力，電子會被壓入原子核而形成中子星。

大部分恒星的演化過程都包含白矮星階段。由于很多恒星會通過新星或者超新星爆發將外殼拋出，一些質量略大的恒星也可能最終演化成白矮星。

雙星或者多星系統中，由于星際物質的交換，恒星的演化過程可能與單獨的恒星不同，例如天狼星的伴星就是一顆年老的大約一個太陽質量的白矮星，但是天狼星是一顆大約2.3個太陽質量的主序星。

白矮星螺旋

在大約1,600光年遠的一個叫做J0806的非常著名的雙星系統里，兩個致密的白矮星每321秒繞各自的軌道旋轉一周。錢德拉天文臺天文學家的X射線波段數據分析反駁了一個已經給人留下深刻印象的觀點：這兩顆白矮星的短軌道周期處于一種穩定的狀態，當他們的螺旋湊的越近，他們的周期越短。即使它們是分開有80,000公里的兩個星(地球與月亮的距離是 400,000 公里)，它們也注定要合并的。根據這個藝術家般的觀點描述，著名的J0806系統螺旋毀滅的原因便是同愛因斯坦相對論中預言的那樣：白矮星由于重力波產生的影響而最終喪失它的軌道能量。事實上，J0806可能是我們銀河系重力波最明亮的光源之一,可以直接利用未來設立在太空的重力波工具捕獲。

白矮星是什么 由什么元素組成 如何形成

　　宇宙之大，需要我們探索的東西太多，恒星也是宇宙的一部分，在宇宙中存在著很多情況不同的恒星，白矮星就是其中一種，那么下面就由 星座知識 為大家揭曉下白矮星是什么？由什么元素組成？如何形成？

　　 白矮星是什么 為什么叫白矮星
　　白矮星（White Dwarf，也稱為簡并矮星）是一種低光度、高密度、高溫度的恒星。因為它的顏色呈白色、體積比較矮小，因此被命名為白矮星。

　 　白矮星由什么元素組成
　　白矮星主要由C和O兩種元素組成。

　　 白矮星如何形成
　　中低質量的恒星在渡過生命期的主序星階段，結束以氫聚變反應之后。將在核心進行氦聚變，將氦燃燒成碳和氧的三氦聚變過程，并膨脹成為一顆紅巨星。

　　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度，于是氦開始聚變成碳。經過幾百萬年，氦核燃燒殆盡，恒星的結構組成已經不那么簡單了：外殼仍然是以氫為主的混合物，而在它下面有一個氦層，氦層內部還埋有一個碳球。核反應過程變得更加復雜，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蕩：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于不穩定，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，已經誕生了一顆白矮星。當恒星的不穩定狀態達到極限后，紅巨星會進行爆發，把核心以外的物質都拋離恒星本體，物質向外擴散成為星云，殘留下來的內核就是我們能看到的白矮星。所以白矮星通常都由碳和氧組成。但也有可能核心的溫度可以達到燃燒碳卻仍不足以燃燒氖的溫度，這時就能形成核心由氧、氖和鎂組成的白矮星。偶爾有些由氦組成的白矮星，不過這是由聯星的質量損失造成的。

　　白矮星的內部不再有物質進行核聚變反應，因此恒星不再有能量產生。這時它也不再由核聚變的熱來抵抗重力崩潰，而是由極端高密度的物質產生的電子簡并壓力來支撐。物理學上，對一顆沒有自轉的白矮星，電子簡并壓力能夠支撐的最大質量是1.4倍太陽質量，也就是錢德拉塞卡極限。許多碳氧白矮星的質量都接近這個極限的質量，有時經由伴星的質量傳遞，白矮星可能經由碳引爆過程爆炸成為一顆Ia超新星。

　　白矮星形成時的溫度非常高，但是因為沒有能量的來源。因此將會逐漸釋放它的熱量并解逐漸變冷 （溫度降低），這意味著它的輻射會從最初的高色溫隨著時間逐漸減小并且轉變成紅色。經過漫長的時間，白矮星的溫度將冷卻到光度不再能被看見，而成為冷的黑矮星。但是，現在的宇宙仍然太年輕 （大約137億歲），即使是最年老的白矮星依然輻射出數千K的溫度，還不可能有黑矮星的存在。

白矮星是什么？

白矮星，之所以說它“白”，是因為它的顏色呈白色。“矮”，自然是指它的體積，它的體積非常矮小，甚至比月球還小，不像超新星那樣光彩奪目，顯得低調，由此得名白矮星。白矮星是一種低光度、高密度、高溫度的恒星，是在恒星的晚年紅巨星的中心形成的。

白矮星產生于當紅巨星中心，就像紅巨星的寶寶一樣。當恒星演化到紅巨星時，它的外部區域迅速膨脹，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1億℃，于是氦開始聚變成碳。https://imgchr.com/i/ASl5LD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么簡單了：外殼仍然是以氫為主的混合物，而在它下面有一個氦層。氦層內部還埋有一個碳球。核反應過程變得更加復雜，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蕩：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于不穩定，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10噸左右，我們可以說，此時，在紅巨星內部，已經誕生了一顆白矮星。

由于引力在收縮過程中釋放出很大的能量，致使白矮星白熱化，表面溫度能高達1萬℃以上。這就是白矮星發白光的原因。

白矮星的體積小，它的半徑接近于行星半徑，平均小于103千米；光度非常小，要比正常恒星平均暗103倍；質量小于1.44個太陽質量，密度卻高達106～107克／立方厘米，根據白矮星的半徑和質量，可以算出它的表面重力等于地球表面的1000萬～10億倍。在這樣高的壓力下，任何物體都已不復存在，連原子都被壓碎了：電子脫離了原子軌道變為自由電子；白矮星的表面溫度很高，平均為103℃；白矮星的磁場高達105～107高斯。

白矮星