Dziwny biały karzeł ma dwie twarze

Zapisz się do biuletynu naukowego CNN Wonder Theory. Odkrywaj wszechświat dzięki wiadomościom o niesamowitych odkryciach, postępach naukowych i nie tylko.

CNN
–

Astronomowie dokonali pierwszego w swoim rodzaju odkrycia – białego karła o dwóch zupełnie różnych twarzach.

Białe karły to pozostałości po wygasłych, spalonych gwiazdach. Nasze Słońce stanie się wokół nas białym karłem 5 miliardów lat Po tym, jak pęcznieje w czerwonego olbrzyma, wydmuchuje swoją zewnętrzną materię i pozostawiając tylko jądro, kurczy się z powrotem do rozpalonej do białości pozostałości.

Nowo odkryty biały karzeł ma dwie twarze, jedną wykonaną z wodoru, a drugą z helu. Naukowcy nazwali gwiazdę Janus na cześć dwulicowego rzymskiego boga przemiany. Szczegółowe badanie wyników zostało opublikowane 19 lipca w czasopiśmie Nature Natura.

„Powierzchnia białego karła przesuwa się całkowicie z jednej strony na drugą” – powiedziała w oświadczeniu główna autorka badań Ilaria Caiazzo, badaczka z tytułem doktora astronomii w Caltech. „Kiedy pokazuję ludziom notatki, są oszołomieni”.

Białe karły są niewiarygodnie gęste, ściskając masę podobną do naszego Słońca w coś, co odpowiada planecie wielkości Ziemi.

Silny efekt grawitacyjny podczas śmierci gwiazdy oznacza, że ​​pozostałe ciężkie pierwiastki przesuwają się w kierunku centrum, podczas gdy lżejsze pierwiastki, takie jak wodór czy hel, wznoszą się do górnej warstwy. Biorąc pod uwagę palące temperatury białych karłów, najgorętsze z nich mają atmosferę wodorową. Gdy gwiazdy ochładzają się z czasem, mają tendencję do posiadania atmosfery helu.

Ale typowe białe karły nie mają jednej strony gwiazdy poświęconej jednemu pierwiastkowi, a drugiej zdominowanej przez drugą.

Niezwykła gwiezdna pozostałość została po raz pierwszy odkryta przez Zwicky Transit Facility, zlokalizowane w Obserwatorium Palomar w Caltech. Caiazzo użył instrumentu, który co noc skanuje niebo, aby wykonać niedawny przegląd silnie namagnesowanych białych karłów, gdy pojawił się obiekt szybko zmieniający jasność.

Dalsze obserwacje zostały wykonane przez Caiazzo i jej zespół przy użyciu instrumentu Palomar CHIMERA, HiPERCAM znajdującego się na Gran Telescopio Canarias na hiszpańskich Wyspach Kanaryjskich oraz WM Keck Observatory w Maunakea na Hawajach.

Wszystkie trzy obserwatoria pokazały, że Janus obraca się wokół własnej osi co 15 minut – i pokazały naturę i skład gwiazdy podwójnej. Astronomowie użyli spektrometru do rozdzielenia światła białego karła na różne długości fal, co ujawniło sygnaturę chemiczną wodoru po jednej stronie i helu po drugiej.

Gwiazda ma temperaturę 62 540 stopni Fahrenheita (34 726 stopni Celsjusza), którą naukowcy ustalili z pomocą Neila Gehrelsa Swift Observatory.

Naukowcy nie są do końca pewni, dlaczego gwiazda ma dwie bardzo różne strony. Możliwe, że Janus przechodzi rzadką formę ewolucji.

„Nie wszystkie, ale niektóre białe karły przechodzą od wodoru do helu dominującego na ich powierzchni” – powiedział Kiazo. „Być może złapaliśmy białego karła na gorącym uczynku”.

Gdy biały karzeł ochładza się z czasem, cięższe i lżejsze materiały mogą się ze sobą mieszać. Podczas tego przejścia możliwe jest rozcieńczenie wodoru w środku, dzięki czemu hel stanie się pierwiastkiem dominującym.

Jeśli dzieje się to w Janusie, to jedna strona gwiazdy ewoluuje przed drugą.

„Pola magnetyczne wokół ciał kosmicznych są zwykle asymetryczne lub silniejsze po jednej stronie” – powiedział Kaizu. Pola magnetyczne mogą zapobiegać mieszaniu się materiałów. Tak więc, jeśli pole magnetyczne jest silniejsze po jednej stronie, po tej stronie będzie mniej mieszania, a zatem więcej wodoru. ”

Inną możliwością jest to, że pola magnetyczne zmieniają ciśnienie i gęstość tych gazów atmosferycznych na Janusie.

„Pola magnetyczne mogą prowadzić do obniżenia ciśnienia gazu w atmosferze, co może pozwolić na tworzenie się oceanów wodoru tam, gdzie pola magnetyczne są najsilniejsze” – powiedział w oświadczeniu współautor badania James Fuller, profesor astrofizyki teoretycznej w Caltech. „Nie wiemy, która z tych teorii jest poprawna, ale nie możemy wymyślić innego sposobu wyjaśnienia asymetrycznych aspektów bez pól magnetycznych”.

Zespół będzie kontynuował poszukiwania większej liczby białych karłów, takich jak Janus, używając Zwicky Transient Facility, ponieważ instrument jest „bardzo dobry w znajdowaniu dziwnych obiektów” – powiedział Kayazu.