백색왜성내의 물질들은 보통의 원자상태로 존재할 수 없다. 핵융합 반응이 끝나서 높은 온도와 압력을 유지할 수 없어서 안쪽으로 향하는 중력의 영향으로 심하게 압축된다. 백색왜성 내 물질들이 으깨어져서 전자들의 축퇴압이 수축하는 중력을 대항할 수 있을 때까지 수축하게 되어 결국 백색왜성의 반지름은 보통별의 1/100 배가 될 정도로 작아진다. 백색왜성의 질량이 클수록 압축하는 중력의 힘은 커지게 되고 물질은 더 심하게 압축이 되어서 백색왜성이 더 작아지게 된다. 크기는 지구와 같지만 태양 정도의 질량을 지니고 있기 때문에, 태양질량이 지구질량의 33만 배라 할 때 백색왜성 표면에서의 중력은 지구 표면에서의 중력보다 33만 배이상이 되는 것이다.
많은 백색왜성들은 흑색왜성이 된다.
진화가 끝이 난 별의 중심핵이 백색왜성이다. 이런 별의 잔해는 점점 식어져서 결국에는 더 이상 빛을 내지 못하게 된다. 백색왜성 냉각은 우주배경복사의 온도와 거의 같아질 때까지 계속되는데, 이 시점이 되면 백색왜성은 빛을 내지 않으므로 흑색왜성이라 부른다. 흑색왜성은 백색왜성이라는 무덤에 묻힌 별이 조용히 우주 속으로 들어가며 자취를 감추는 모습이다. 태양과 같은 별이 이런 흑색왜성이 될 때까지는 수 조년이 걸린다. 우주의 현재 나이보다 엄청나게 긴 시간이기 때문에 아직 흑색왜성은 관측되지 않았다.
한 줌의 백색왜성 물질의 질량은 코끼리 한 마리의 질량과 같다.
백색왜성이 지구 크기 정도이지만 태양 정도의 질량을 보유하고 있기 때문에 밀도는 매우 커서 약 백만 G·CM∧-3정도된다. 즉 백색왜성의 밀도는 물 밀도의 백만배 정도이다. 한 변이 1cm되는 정육면체안에 들어있는 백색왜성의 물질이 1톤정도의 질량을 지니고 있는 셈이다. 만약 차 숫가락으로 백색왜성의 물질을 떠 볼 수 있다면 그 물질의 질량은 5톤 정도되어 지구에서의 코끼리 한마리의 질량과 같아지게 된다.
백색왜성은 태양의 먼 미래이다
가장 질량이 큰 별들은 결국 초신성폭발이라는 장례식을 거치며 죽음을 통보하게 되지만, 태양질량의 0.8배에서 10배정도의 질량을 지닌 별들은 그런 장렬한 장례식을 거치지 못하고 조용히 백색왜성으로 삶을 마감하게 된다. 이렇게 중간 질량을 지닌 별들이 우리은하에 있는 별들의 97%가 넘는다. 우리가 밤하늘에 볼 수 있는 대부분의 별들이 백색왜성이 된다. 태양도 70억년 쯤 후에는 백색왜성이 될 것이다.
백색왜성 연구의 중요성
별이 죽고 남은 잔해물로서의 백색왜성은 보통 별들과는 전혀 다른 물리적 특징을 보이고 있다. 백색왜성 연구로 항성내부구조와 진화에 대한 사실들이 많이 밝혀져 왔다. 더 나아가 백색왜성은 우리은하 내에서 별 탄생 역사를 살펴보는 중요한 지표가 되고 있다. 또한 백색왜성이 쌍성의 구성원으로 존재할 때는 천체물리학적으로 아주 중요한 우주실험실의 역할을 해주고 있다. 쌍성계 내에 있는 백색왜성은 결국제Ia형초신성폭발을 거치게 되는데 이런 초신성들의 관측자료들은 우주가 가속팽창하고 있음을 보여주었다. 초신성 이전단계로서 쌍성계 내 백색왜성을 연구하는 것은 현존하는 천체물리학적인 이론들을 점검하고 이해하는데 큰 도움을 주고 있다.
백색왜성이 천문학 연구에 기여하는 중요한 역할들을 정리해보면 다음과 같다. 첫째, 백색왜성의 온도를 이용하여 백색왜성의 나이와 또 이와 관련된 별들의 나이를 추정할 수 있다. 둘째, 외계행성계를 구성하는 원소들의 화학적 성분을 알아내는데 기여한다. 셋째, 중력이 큰 환경에서 어떤 물리적인 현상들이 일어나는지 알려주는 자연의 실험실 역할을 한다. 또한 백색왜성연구는 은하들의 초기질량비와 화학적 성분을 연구하는데 기여하고 있다.
