Estrelas compactas como o ponto final da evolução estelar
Estrelas compactas formam o ponto final da evolução estelar. A estrela brilha e então perde energia. A perda de energia pela superfície radiante é compensada pela produção pela energia (pela fusão nuclear) no interior da estrela. Quando uma estrela gasta toda sua energia (morte estelar), a pressão do gás do interior quente não consegue suportar mais o peso e a estrela colapsa a um estado mais denso: uma estrela compacta. Isso é análogo a diferença entre os gases e sólidos. Sobre a superfície dura alguém poderia pousar com um foguete, se esperasse o tempo suficiente para o resfriamento e de o foguete suportasse a enorme força gravitacional (particularmente a de maré). Note que o tempo de resfriamento típico são muito maiores que a idade presente do universo.
Estrelas compactas duram para sempre
A estrutura das estrelas compactas são independentes da temperatura. Elas poderiam simplesmente permanecer lá para sempre, brilhando e esfriando (por isso a terminologia "ponto final da evolução estelar"). A pressão é alimentada por outros meios, que (contanto que o átomo de hidrogênio permaneça estável) não se altera com o tempo.
Eventualmente, dado tempo suficiente (onde entramos no então chamado era degenerada do universo), todas estrelas pararão de brilhar e evoluirão para estrelas compactas.
Alguns cientistas definem uma classe mais ampla de objetos compactos como estrelas mais objetos sólidos menores tais como planetas, asteróides, e cometas. Estes objetos compactos são os únicos objetos no universo que podem existir em baixas temperaturas. Há uma variedade notável de estrelas e outras aglomerações da matéria, mas toda a matéria no universo tem que terminar eventualmente em uma das cinco classes de objetos compactos.
Experimento mental na construção de objetos compactos
Suponha nós façamos um experimento mental e construímos um objeto frio pela adição de massa e ignoramos a pressão térmica. Como isso suportará a força gravitacional? Realizando isso, nós encontramos os cinco possíveis objetos: planeta (e semelhantes) , anã branca, estrela de nêutron, estrela exótica, e buraco negro.
Planetas
Sob baixa densidade (planetas e semelhantes) os objetos se mantêm-se coesos devido as forças eletromagnéticas (ligações químicas entre os átomos e repulsão entre elétrons), que permitem objetos duros como pedras. Os objetos são tão duros que eles podem lidar facilmente com a gravidade aumentada devido a adição de sua massa. Então, adicionando mais massa (fria) implicam objetos maiores (raio aumenta com massa). Isto corresponde ao nosso pensamento intuitivo.
Eventualmente um ponto é alcançado onde toda a matéria é íonizada, os elétrons são arrancados dos núcleos e permanecem livres. Nenhuma ligação química pode unir o objeto. Este ponto é alcançado no centro do planeta Júpiter. Quando ao adicionar mais massa a Júpiter e o aumento de pressão for menor que o aumento de gravidade, então o raio do planeta diminuiria com o aumento da massa e, portanto, O objeto encolheria.
