1844年德國天文學家貝塞耳在仔細地測量了天狼星的位置變化以後，發現它以50年的周期沿著一條波浪狀曲線前進。顯然，如果沒有其他天體的影響，天狼星應該沿一直線運動。是什麼原因使天狼星搖搖晃晃的運動呢?在貝塞耳臨逝世前，他作出科學判斷：天狼星一定是一雙星係統，它有1顆光度微弱的伴星。這雙星的質量中心沿著直線前進，天狼星圍繞雙星質量中心運轉，因此，它的運動軌跡呈波浪形曲線。自貝塞耳提出天狼星有伴星之後，許多天文台開始觀測天狼星的運動。俄國普爾科沃天文台的K.P.彼特斯根據觀測資料，計算出天狼伴星的運行軌道，並且預先估算出它和天狼主星的相對位置。1862年，美國望遠鏡製造家小克拉克在測試1具口徑50.8厘米的望遠鏡的物鏡時，把望遠鏡對準了天狼星，在天狼星旁邊發現1顆約·8等的暗星。這顆星的位置幾乎和彼特斯預先估算的天狼伴星在1862年的位置完全相同，從而證實了貝塞耳的預言。為此，小克拉克獲得了法國科學院獎章。順便說一句，克拉克父子堪稱研磨透鏡的天才，當時世界許多著名天文台如華盛頓海軍天文台，美國利克天文台，洛威爾天文台，葉凱士天文台，俄國普爾科沃天文台的大折射望遠鏡均出自他們父子之手。
自從用望遠鏡觀測到天狼伴星之後，人們根據觀測資料和天狼星的距離r計算出了雙星的質量和(為太陽質量的3.4倍)以及每顆星的質量（主星為2.5太陽質量，伴星0.95太陽質量)和伴星圍繞主星的運行軌道的大小(兩星的平均距離為20個天文單位)。還進一步由伴星的視星等m(為8.7等)計算出它的絕對星等M(利用公式m：M+5-51gr)。結果發現，天狼伴星的絕對星等M為11.5等，即是說天狼主星的光度約為天狼伴星光度的1萬倍!在明亮的天狼主星的光輝掩蓋下，很難看到天狼伴星；
我們知道恒星的光度(絕對星等)主要依靠兩個因素。一個因素是它的表麵溫度，表麵溫度越高，光度越大；另一個因素是恒星的表麵積，恒星越大，光度也越大。天狼伴星是一白色A型恒星(A5)。就是說，其表麵溫度和天狼主星的表麵溫度差不多是相同的。因此，兩者光度的差別主要決定於兩者的表麵積的差異。表麵溫度相同，相同麵積能發出相同的光。天狼伴星的光度隻有天狼星的光度的1萬分之一，這意味著天狼伴星的表麵積隻有天狼星的表麵積的1萬分之飛換句話說，伴星的半徑隻有主星半徑的1百分之一。已知天狼星的半徑為太陽半徑的1.6倍，即1.6×696000千米，因此，天狼伴星的半徑大約是11000千米。前麵說過，天狼伴星的質量為0.95太陽質量，把0.95太陽質量壓縮進一個半徑11000千米的球內，它的密度幾乎達到水的上百萬倍!這結果似乎不可思議，然而我們推算的每一步驟都是不容懷疑的。在科學上當得到一個奇特的結論時，常常要問是不是還有別的方法來證實這個好像難以相信的結果?愛因斯坦的相對論理論指出，當光子脫離恒星表麵時，一部分能量在脫離恒星引力控製時失去了，結果光子波長會變長，即恒星光譜的譜線會向紅端移動，這種現象稱為引力紅移。紅移量的大小和恒星質量的劃、成正比，和恒星半徑的大小成反比。實際測量天狼伴星的引力紅移證實，天狼伴星的質量和大小幾乎就是上麵計算的結果。這使人們毫不懷疑天狼伴星的確是二個具有極大密度的天體。
由於天狼伴星的顏色(白)和微弱的光度以及很小的半徑，人們把這類恒星叫做白矮星。在太陽附近已發現數百顆，由此推想在銀河係中白矮星是很多的。