Странная звезда, одна сторона которой состоит из водорода, а другая из гелия

Странная звезда, одна сторона которой состоит из водорода, а другая из гелия.

В новом исследовании, опубликованном в журнале Nature, астрономы обнаружили странную звезду, белый карлик, одна сторона которого состоит из водорода, а другая — из гелия. «Поверхность звезды совершенно разная, — говорит Илария Кайаццо, научный сотрудник Калифорнийского технологического института (Калифорнийский технологический институт), возглавляющая новаторское исследование.

Белые карлики, остатки солнцеподобных звезд, вызывают большие интриги среди астрономов. Как только эти звезды исчерпают свой жизненный цикл, они разбухнут в красных гигантов, сбрасывая свой внешний материал, в то время как их ядра сжимаются и воспламеняются, превращаясь в плотных, огненно-белых карликов. Ожидается, что наше Солнце испытает эту трансформацию примерно через 5 миллиардов лет.

Открытие Звезды Януса: Бог Перехода

Белый карлик, ласково названный Янусом в честь римского бога перехода, был первоначально замечен Zwicky Transient Facility (ZTF), который ежедневно сканирует небо из Паломарской обсерватории Калифорнийского технологического института недалеко от Сан-Диего.

Кайаццо в первую очередь сосредоточилась на идентификации сильно намагниченных белых карликов, таких как ZTF J1901 1458, обнаруженный ранее вместе с ее командой. Быстрые изменения яркости одного потенциального объекта вызвали у нее интерес, что привело к дальнейшему исследованию с использованием прибора CHIMERA в Паломаре и HiPERCAM на Гран Телескопио Канарии на испанских Канарских островах. Данные подтвердили быстрое вращение Януса, совершая оборот оси каждые 15 минут, студия видеочатов.

Двуликий феномен звезды Януса

Дальнейшее изучение с помощью обсерватории WM Keck на вершине Маунакеа, Гавайи, выявило потрясающую двустороннюю природу Януса. Рассеяв свет от белого карлика в спектр длин волн, появились химические сигнатуры. Это показало, что с одной стороны преобладает водород (без признаков гелия), а с другой стороны — исключительно гелий. Эта отличительная черта заставила команду задуматься над несколькими теориями.

Янус — белый карлик в переходный период?

«Возможно, мы наблюдаем Януса в редкой фазе эволюции белых карликов», — предполагает Кайаццо. Когда формируются белые карлики, их более тяжелые элементы опускаются к ядру, а более легкие — водород, самый легкий — поднимаются на поверхность. По мере того как белые карлики стареют и остывают, их материалы смешиваются. В некоторых случаях водород смешивается таким образом, что гелий становится преобладающим. Янус может представлять эту фазу, хотя остается вопросом, почему этот переход кажется неравномерным.

По мнению исследователей, ответ может лежать в магнитных полях. «Магнитные поля вокруг небесных тел, как правило, асимметричны или сильнее с одной стороны», — отмечает Кайаццо. Более сильное магнитное поле с одной стороны может препятствовать смешиванию материалов, что приводит к увеличению количества водорода. Другая теория предполагает изменение давления и плотности атмосферного газа под действием магнитных полей.

Тайна продолжается

Джеймс Фуллер, соавтор исследования и профессор теоретической астрофизики в Калифорнийском технологическом институте, предполагает: «Магнитные поля могут снизить давление газа в атмосфере, создавая «водородный океан» там, где магнитные поля наиболее сильны». Команда до сих пор не уверена, какая теория верна, но асимметричные стороны без магнитных полей кажутся маловероятными.

Чтобы решить эту загадку, исследователи надеются обнаружить больше белых карликов, похожих на Януса, с помощью обзора неба ZTF. «ZTF отлично справляется с обнаружением необычных объектов», — отмечает Кайаццо. Будущие исследования, особенно в обсерватории Веры С. Рубин в Чили, должны облегчить процесс поиска этих удивительных переменных белых карликов.