Sirius B a fost primul pitic alb descoperit în 1862. Sursa luminoasă din această imagine Chandra este Sirius B care strălucește în raze X cu energie redusă la ~ 25.000 Kelvin. Sirius A (o stea normală de două ori mai masivă decât Soarele) este sursa slabă din dreapta sus. Într-o imagine optică, Sirius A ar apărea de 10.000 de ori mai luminos decât Sirius B.
Credit: NASA / CXC / SAO

Stelele pitice albe marchează punctul final evolutiv de scăzut la stele de masă intermediare precum Soarele nostru. Procesele de fuziune din miezul acestor stele încetează odată ce heliul a fost transformat în carbon, deoarece miezul de carbon contractant nu atinge o temperatură suficient de ridicată pentru a se aprinde. În schimb, se contractă până când își strânge toți electronii în cel mai mic spațiu posibil pe care îl pot ocupa. Presiunea electronică rezultată apare datorită efectelor mecanice cuantice și oprește gravitația de la comprimarea nucleului în continuare. Prin urmare, o pitică albă este susținută mai degrabă de presiunea electronilor decât de generarea de energie în nucleul său.

Odată ce nucleul a încetat să se contracteze, piticul alb are o temperatură de peste 100.000 Kelvin și strălucește prin căldură reziduală. Acești tineri pitici albi iluminează în mod obișnuit straturile exterioare ale stelei originale expulzate în timpul fazei roșii de gigant și creează o nebuloasă planetară. Această radiație continuă de la pitica albă, împreună cu lipsa unei surse interne de energie, înseamnă că piticul alb începe să se răcească. În cele din urmă, după sute de miliarde de ani, pitica albă se va răci până la temperaturi la care nu mai este vizibilă și va deveni o pitică neagră. Cu scări de timp atât de lungi pentru răcire (datorită în special suprafeței reduse prin care radiază steaua) și odată cu vârsta Universului estimată în prezent la 13,7 miliarde de ani, chiar și cele mai vechi pitici albi radiază încă la temperaturi de câteva mii de Kelvin, iar piticii negri rămân entități ipotetice.

Datorită temperaturilor ridicate și a dimensiunilor mici, piticii albi se găsesc sub secvența principală din diagrama Hertzsprung-Russell.

Stelele pitice albe sunt extreme obiecte care au aproximativ aceeași dimensiune ca Pământul. Au densități de obicei în jur de 109 kg / m3 (Pământul are o densitate de aproximativ 5 × 103 kg / m3) ceea ce înseamnă că o linguriță de material pitic alb ar cântări câteva tone. Cel mai simplu mod de a imagina acest lucru este să vă imaginați cum stoarceți masa Soarelui într-un obiect de dimensiunea Pământului! Rezultatul este că gravitația de la suprafața piticii albe este de peste 100.000 de ori mai mare decât cea pe care o experimentăm aici pe Pământ și acest lucru atrage atmosfera stelei într-un strat de suprafață extrem de subțire de doar câteva sute de metri înălțime.

Piticele albe din grupul globular M4, sunt mult mai slabe decât stele roșii și galbene dominante. Se estimează că clusterul va conține aproximativ 40.000 de pitici albi.
Credit: Harvey Richer (Universitatea British Columbia, Vancouver) / NASA / NSSDC

O altă proprietate curioasă a albului piticii este că, cu cât au mai multă masă, cu atât sunt mai mici. Limita Chandrasekhar de aproximativ 1,4 mase solare este limita teoretică superioară pentru masa pe care o pitică albă o poate avea și rămâne în continuare o pitică albă. Dincolo de această masă, presiunea electronilor nu mai poate susține steaua și se prăbușește la o stare și mai densă – fie o stea de neutroni, fie o gaură neagră. Cea mai grea pitică albă observată are o masă de aproximativ 1,2 mase solare, în timp ce cea mai ușoară cântărește doar aproximativ 0,15 mase solare.

Nu toate piticele albe există în mod izolat și o pitică albă care acumulează material de la un partener steaua dintr-un sistem binar poate da naștere la mai multe fenomene eruptive diferite. Variabilele cataclismice rezultă fie din acumularea unui strat de suprafață greu de hidrogen pe o pitică albă, fie din instabilități în procesul de acumulare, în timp ce supernovae de tip Ia sunt considerate a fi explozia unei stele pitice albe care a depășit limita Chandrasekhar.