Белый карлик — это остаточное ядро звезды малой массы, часто наблюдаемое в остатках планетных систем и в двойных взаимодействиях.Белый карлик — компактный остаток звезды с массой менее предела Чандрасекара (максимальной массы для таких объектов, около 1,44 солнечной). Средняя плотность достигает 10⁶ г/см³, то есть чайная ложка вещества весила бы несколько тонн. Давление вырожденного электронного газа (газа, подчиняющегося принципу запрета Паули) удерживает звезду от коллапса. Температура поверхности может превышать 100 000 K, но из-за малых размеров светимость низкая. Со временем остывает до чёрного карлика, но такой процесс длится дольше возраста Вселенной.
Теоретическое предсказание вырожденных звёзд связано с работой Ральфа Фаулера (1926) и Субраманьяна Чандрасекара (1931), который вывел предельную массу (предел Чандрасекара). Первый открытый белый карлик — 40 Эридана B — обнаружен Уильямом Гершелем в 1783 году, но его природа оставалась неясной до XX века. Сириус B был открыт в 1862 году Альваном Кларком, а его высокая плотность установлена в 1915 году Уолтером Адамсом.
В белом карлике электроны образуют вырожденный газ, подчиняющийся статистике Ферми — Дирака, то есть занимают все нижние энергетические состояния вплоть до энергии Ферми (принцип Паули). Давление вырождения почти не зависит от температуры, поэтому звезда устойчива при охлаждении. Остывание описывается теорией Местела: на начальном этапе доминирует нейтринное охлаждение, затем — фотонное с поверхности. При достижении определённой температуры начинается кристаллизация — ионы углерода и кислорода образуют кристаллическую решётку, выделяя дополнительное тепло и замедляя остывание.
По белым карликам сверяют возраст звёздных скоплений; вспышки сверхновых типа Ia с участием белых карликов помогли открыть ускоренное расширение Вселенной.
Самый известный белый карлик — Сириус B — размером с Землю, но его масса почти равна солнечной. Он вращается вокруг ярчайшей звезды ночного неба — Сириуса.
