Белые карлики

Это необычные звезды. Они рассматриваются как заключительный этап эволюции звезд малой и средней масс, сравнимых с массой Солнца. Когда в центре звезды выгорает весь водород, ее ядро сжимается, а внешние слои, наоборот, сильно расширяются. Внешние слои сильно расширяются, и звезда превращается в красного гиганта. Затем пульсирующий красный гигант сбрасывает свою оболочку. Впоследствии она становится расширяющейся планетарной туманностью.

От звезды остается сжимающееся ядро, в котором уже не происходят ядерные реакции. Эту фазу эволюции звезды и называют белым карликом. Дальнейшему сильному сжатию белого карлика препятствует давление вырожденных электронов. Вследствие сильного сжатия атомы вещества оказываются чрезвычайно плотно упакованными. Их давление друг на друга приводит к отрыву части электронов от атомов, то есть ионизации. Вырвавшиеся электроны образуют облако, движущееся среди «оборванных» атомных ядер. Ядра же образуют плотно связанную систему наподобие кристаллической решетки. Внутри белого карлика образуется вещество с физическими свойствами, похожими на свойства знакомых нам металлов.

Температура внутри таких звезд зависит от скорости электронов, которая по мере сжатия все больше увеличивается: некоторые из них двигаются со скоростью, соответствующей температуре в 1 млн градусов. Температуры на поверхности и внутри белого карлика могут резко отличаться. Температура поверхности у разных белых карликов сильно различается: молодые могут быть горячее 100 000 К, а старые постепенно остывают.

Запасенная энергия и, соответственно, температура постепенно уменьшаются за счет излучения электромагнитных волн. Остывая, белые карлики теоретически должны со временем превратиться в невидимые черные карлики. Так называют очень плотные и холодные остатки звезд размером примерно с Землю, но имеющие массу, сравнимую с массой Солнца. Этот процесс занимает гораздо больше времени, чем нынешний возраст Вселенной, поэтому черных карликов пока не существует.