密度大得驚人的天體
白矮星是一種低光度、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。
白矮星屬於演化到晚年期的恒星。恒星在演化後期，拋射出大量的物質，經過大量的質量損失後，如果剩下的核的質量小於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雲（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，直至最後“死亡”。
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，體積比地球大不了多少，但質量卻和太陽差很多！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，可以算出它的表麵重力等於地球表麵的1000萬～10億倍。在這樣高的壓力下，任何物體都已不複存在，連原子都被壓碎了：電子脫離了原子軌道變為自由電子。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1億度，於是氦開始聚變成碳。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麼簡單了：外殼仍然是以氫為主的混和物；而在它下麵有一個氦層，氦層內部還埋有一個碳球。核反應過程變得更加複雜，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於不穩定，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。人們知道，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，而氫原子核的半徑隻有十萬億分之一厘米。假如核的大小像一顆玻璃球，則電子軌道將在兩公裏以外。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“沉浸於”電子中。一般把物質的這種狀態叫做“簡並態”。簡並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。當白矮星質量進一步增大，簡並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後，他們會將外殼拋出形成行星狀星雲，而留下一個核聚變產生的的高密度核心，即白矮星。由於缺乏能量的來源，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，表麵溫度逐漸降低，恒星的顏色也會隨之變化。經過數千億年之後，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不足以使任何白矮星演化到這一階段。