Астрономы открыли двуликую звезду, половинки которой состоят из разных элементов

Астрономы сделали первое в своем роде открытие. Это единственный известный науке белый карлик с двумя совершенно разными лицами.

Белые карлики – это сгоревшие остатки мертвых звезд. Наше Солнце может стать белым карликом примерно через 5 млрд лет после того, как превратится в красную звезду-гиганта, выбросит свой внешний материал и, оставив только ядро, снова сожмется, превратившись в ослепляющий раскаленный добела остаток.

Недавно обнаруженный белый карлик имеет две стороны: одну из водорода, а другую из гелия. Исследователи прозвали звезду Янусом в честь римского бога-демиурга, у которого было два лица. Исследование с подробным описанием результатов было опубликовано в журнале Nature.

«Поверхность белого карлика полностью меняется с одной стороны на другую, - заявила ведущий автор исследования Илария Кайаццо, научный сотрудник в области астрономии с докторской степенью в Калифорнийском технологическом институте. - Когда я показываю наблюдения людям, они в восторге».

Белые карлики невероятно плотные, они сжимают массу, сравнимую с массой нашего Солнца, до размеров Земли.

Сильное гравитационное воздействие во время смерти звезды означает, что оставшиеся тяжелые элементы перемещаются к центру, а более легкие, такие как водород или гелий, поднимаются в верхний слой. Учитывая высокую температуру белых карликов, самые горячие из них имеют водородную атмосферу. Когда звезды со временем остывают, они, как правило, имеют атмосферу из гелия. Но у типичных белых карликов одна сторона звезды состоит из одного элемента, а вторая – из другого.

Необычный звездный остаток был впервые обнаружен с помощью Zwicky Transient Facility, расположенной в Паломарской обсерватории Калифорнийского технологического института. Доктор Кайаццо использовала инструмент, который сканирует небо каждую ночь, для недавнего обзора сильно намагниченных белых карликов, когда появился объект, быстро меняющий яркость.

Последующие наблюдения были проведены доктором Кайаццо и ее командой с использованием прибора CHIMERA компании Palomar, HiPERCAM, расположенного на Гран Телескопио на Канарских островах в Испании, и прибора W.M. Обсерватории Кека на острове Маунакеа на Гавайях. Три обсерватории показали, что Янус вращается вокруг своей оси каждые 15 минут, и продемонстрировали двуликую природу и состав звезды. Астрономы использовали спектрометр, чтобы разделить свет белого карлика на разные длины волн, что выявило химическую сигнатуру водорода с одной стороны и гелия с другой.

Звезда имеет палящую температуру 34 726 градусов по Цельсию, которую исследователи определили с помощью обсерватории Нила Герелса Свифта. Они точно не знают, почему звезда имеет две совершенно разные стороны. Возможно, Янус переживает редкую форму эволюции.

«Не все, но некоторые белые карлики переходят от преобладания водорода к гелию на своей поверхности, - сказала доктор Кайаццо. - Возможно, мы поймали одного такого белого карлика на месте преступления».

По мере того, как белый карлик со временем остывает, более тяжелые и более легкие материалы могут смешиваться друг с другом. Во время этого перехода водород может разбавляться внутри, позволяя гелию стать доминирующим элементом. Если это происходит на Янусе, одна сторона звезды развивается раньше другой. Ученые считают, что объяснить необычный двуликий вид белого карлика по прозвищу Янус могут и магнитные поля.

«Магнитные поля вокруг космических тел, как правило, асимметричны или сильнее с одной стороны, - сказала доктор Кайаццо. - Магнитные поля могут предотвратить смешивание материалов. Таким образом, если магнитное поле сильнее с одной стороны, то на этой стороне будет меньше перемешивания и, следовательно, больше водорода».

Другая возможность состоит в том, что магнитные поля изменяют давление и плотность этих атмосферных газов на Янусе.

«Магнитные поля могут привести к снижению давления газа в атмосфере, и это может привести к образованию водородного "океана" там, где магнитные поля самые сильные, - заявил соавтор исследования, профессор теоретической астрофизики Калифорнийского технологического института Джеймс Фуллер. - Мы не знаем, какая из этих теорий верна, но мы не можем придумать никакого другого способа объяснить асимметричные стороны без магнитных полей».

Команда продолжит поиск других белых карликов, таких как Янус, с помощью Zwicky Transient Facility, потому что этот инструмент «очень хорошо находит странные объекты», - сказала доктор Кайаццо.

Источник: CNN