我們的太陽在它的演化末期後，會從紅巨星轉變成白矮星。
咱們來看一些白矮星的數據。
一顆與地球體積相當的白矮星：
它的表面重力是地球的18萬倍；
它的體積雖然和地球一樣大，但是其質量相當於太陽，太陽質量是地球的33萬倍；
它的星球密度能達到1000kg/cm³，是水的一百萬倍；
它的自轉速度最快能達到幾十秒一圈；
它的表面溫度平均1萬多攝氏度，是太陽表面溫度的2倍。
白矮星的這些數據真的是讓人難以置信！密度居然可以大到這種程度？
那麼什麼是白矮星呢？
白矮星是一種低光度、高密度、高溫度的恆星，它是恆星演化到末期的產物。
因為白矮星的內部並不是核聚變反應，而是另一種情況，因此它發出的光度很低，使得這顆星球呈現白色的顏色。
而且它相對於正常的恆星來看，體積非常的小，因此被命名為白矮星，英文名White Dwarf。
白矮星是怎麼產生的？
前面說到，白矮星是恆星演化到末期的產物，當然這也是一個相當漫長，相當複雜的過程。
在中低質量的恆星在度過生命期的末期時，內部的絕大部分氫聚變成氦的反應結束，會開始在核心內進行氦的聚變反應，氦會燃燒成碳和氧，同時整個恆星開始迅速膨脹變成一顆紅巨星。
但是當紅巨星的外部在向外膨脹時，內部由氦組成的核心收到其反作用力和強大的重力下開始強烈的向內坍塌收縮。
坍塌收縮帶來的強大壓力使得核心的溫度在不斷的升高。最終核心的溫度會升高到一億攝氏度以上。這樣的高溫給氦聚變提供了條件，氦開始聚變成碳。
氦在經過數百萬的消耗之後，核心內大部分的氦聚變成碳，這時候核心的密度已經大到非常高得程度，已經達到每立方厘米十噸左右。
這種超高質量和密度的核心產生了極大的重力和溫度，部分的碳也開始轉變成其他元素。
此時的紅巨星已經開始不穩定了，核心已經開始了極快速的自轉來維持自身的重力壓縮。紅巨星彷彿是一顆超級大火球一樣。
可以這麼說，此時的紅巨星核心已經變成了一顆白矮星了。
當這顆超級大火球在核心的重力下支撐到極限時，外層的物質就會被成為白矮星的核心拋離出去，形成了星雲，這些物質成為了星際物質。
而殘留下來的恆星內核就是白矮星。
白矮星上這麼高的密度，是由什麼物質組成的？
白矮星的超高密度是地球上任何物質都達不到的。
地球上密度最大的金屬是鋨，鋨的密度是每立方厘米22.6克，而正常的一顆白矮星密度是每立方厘米100萬克以上。
所以可以肯定的是白矮星上的物質組成方式跟地球上是不一樣的。
大部分白矮星其實物質都是碳和氧構成的，但是這裡的碳和氧都不是地球上的這種。
因為白矮星巨大的重力下，任何物體都會被壓碎的連原子都無法存在。
我們知道，大部分物質由分子構成，金屬是由原子排列組成的，而原子又是由電子和原子核組合而成。
如果把任何一種物質放在白矮星上，那麼它瞬間就會被白矮星的巨大重力碾碎成原子，原子又會被碾碎，電子將脫離原本在一起的原子核，成為自由電子。
這種電子將會盡可能地佔據原子核之間的空隙，從而使單位空間內包含的物質達到非常恐怖的程度。從而讓白矮星的密度大大的提高了。
電子間互相的作用力叫做電子簡併壓力，這種力量就是抵抗白矮星的重力坍縮。因為白矮星已經不能像正常恆星通過核聚變產生的熱能抵抗重力崩潰。
所以白矮星的物質就是碳、氧原子核和自由電子組成的。但是產生的威力確實如此的恐怖！
所以說一勺白矮星的質量跟普通航母的質量都有的一比！
人類發現的第一顆白矮星是在1783年1月31日由威廉·赫歇爾發現的。但是當時設備和理論不夠，100多年後才能對白矮星開始做質量計算。
由於白矮星那超高的質量和密度，導致科學家們在計算得出這"荒誕"的數據時，都不相信。
那時候白矮星的質量計算需要通過如伴星的運行軌道做參考得出結果。
在1910年，當時對天狼星的白矮星伴星測試過，得出這顆白矮星的質量是0.94個太陽質量，密度相當的驚人，所以讓當時的天文學家非常困惑和不解。
天文學家歐皮克在1916年年估算一些雙星系統的白矮星密度時，他發現波江座40B的密度超過太陽25,000倍以上，他的反應就是"不可能"！
為研究恆星內部結構做出巨大貢獻的英國天文學家亞瑟·斯坦利·愛丁頓在1927年回憶以前測得白矮星的密度後，和別人說："我遇到的材料是比你們曾經遇到過的任何材料密度都要高3,000倍以上，放在火柴盒中將的一小塊這種材料，它的質量就會超過1噸。"但是那時候是在1914年，沒人能相信這句話，所有人只會對愛丁頓說"閉嘴"。
亞瑟·斯坦利·愛丁頓
白矮星的結局又是什麼樣子的呢？
如果是單獨的一顆白矮星，周圍沒有其他的恆星。
這顆白矮星會因為沒有能量的來源，從剛形成時的超高溫度逐漸釋放它的熱量，然後逐漸的降溫冷卻。也就是說白矮星的顏色從剛開始的白色會隨著時間流逝逐漸轉變成紅色，然後慢慢變黑，直到再也看不見，成為最終的黑矮星。
但是這個過程可能會持續數十億年之久。
其實黑矮星目前還只是理論上估計存在的天體，因為一顆恆星從形成到演變為白矮星再到黑矮星的生命週期比現今宇宙的年齡還要長（宇宙年齡138.2億年），所以現在的宇宙並沒有任何黑矮星。
其實以目前人類的技術，就算偵測到了一顆和白矮星大小相仿的不發光星體，也很難判斷出它到底是行星還是黑矮星。只有測這顆星球的重力才能得出結果，但是目前這種方法對質量較小的星球作用不大。
如果白矮星有一顆以上伴星的恆星，那麼白矮星就會有另一種過程。
因為白矮星巨大的重力可以把伴星的外層物質剝離開，源源不斷地拉到白矮星的表面。
這些物質主要以氫構成，這些氫就會被強大的重力轉換成其他元素，造成白矮星上的熱失控。
當達到一定程度時，白矮星就會釋放出大量的能量，使得白矮星發生極端明亮的爆發，光度會爆發到太陽的10萬倍左右，持續數天至幾個月的時間。這就是新星爆發，這個是區別於超新星爆發。
因為新星爆發拋出的物質不多，所以白矮星的重量會不停的增加，可能伴隨著數次新星爆發之後，如果如果白矮星的質量能在伴星全部被吸收完之前達到了1.44倍太陽質量（錢德拉塞卡極限），那麼白矮星會坍縮成中子星，或者是爆炸成為la超新星。
當然最終還是逃不掉變成黑矮星的命運。
至於中子星，那是比白矮星更加恐怖的存在，這個就下次再講吧。記得隨時關注哦。
閱讀更多 呦呦科學館 的文章
