Странная двуликая умирающая звезда «Янус» ставит ученых в тупик своей космической странностью

 «Я был совершенно потрясен тем, что увидел».

Изогнутые линии здесь представляют магнитные поля вокруг Януса. Потенциально эти поля могут выражать неравномерное распределение силы. (Фото: space.com)

При обычном сканировании неба в поисках сгоревших остатков умирающих звезд ученые наткнулись на странный космический сигнал. Проведя еще несколько тестов, они были ошеломлены.

Один из наблюдаемых ими звездных трупов, белый карлик на расстоянии более 1000 световых лет от Земли, совершающий один оборот каждые 15 минут, имел своеобразный вид. Его шарообразная поверхность состояла из двух разных элементов по обеим сторонам, странным образом разделенных, как баскетбольный мяч, разрезанный посередине. На одном лице исследователи выявили следы водорода, на другом — гелия. Хотя раскол может быть не совсем 50 на 50, разрыв, который увидели исследователи, был достаточно очевидным, чтобы заставить их почесать затылок.

«Это было совершенно случайное открытие», — сказала Space.com по электронной почте астрофизик Илария Кайаццо, докторант Калифорнийского технологического института и член исследовательской группы. «Я был совершенно потрясен тем, что увидел, как и любой астроном, которому я показываю данные».

Исследователи даже прозвали странный объект «Янус» в честь двуликого римского бога перехода. Конечно, у Януса есть и более научное название: ZTF J203349.8+322901.1. Ученые изучали звезду с помощью широкого спектра оборудования, от спектрометров до мощных лабораторий, таких как ее тезка, Центр переходных процессов Цвикки в Сан-Диего, Калифорния.

Это правда, что и водород, и гелий характерны для состава белых карликов, потому что считается, что эти объекты проходят своего рода эволюционную фазу, когда их более тяжелые элементы, такие как гелий, опускаются вниз, а их более легкие элементы, такие как водород, всплывают вверх. Кайццо, однако, отмечает, что такая переходная фаза была в значительной степени теоретизирована в прошлом, но еще не была физически доказана.

Тем не менее, исследователи говорят, что их открытие знаменует собой первый случай присутствия двух элементов на белом карлике с таким резким разделением.

«В ходе поиска с помощью ZTF я искал быстро вращающиеся и сильно намагниченные белые карлики, которые могут быть остатками слияния двойных белых карликов — и я нашел много кандидатов», — сказал Кайаццо. «Однако, когда я посмотрел на спектр Януса, я сразу понял, что это что-то другое».

Чтобы помочь раскрыть нетрадиционную историю Януса, Кайаццо и его коллеги-исследователи придумали несколько объяснений. Обе теории, по существу, имеют два важных аспекта.

Во-первых, возможно, Янус был пойман во время вышеупомянутой фазы конвекции, но в то время, когда элементы начали смешиваться друг с другом — процесс, который могут испытать некоторые белые карлики, когда они достигают определенной температуры. Янус находится примерно в такой же температуре. Но во-вторых, и, возможно, ключ к разгадке тайны, это то, что у Януса могут быть асимметричные магнитные поля.

Проще говоря, это означает, что одна сторона белого карлика может иметь более сильные поля, чем другая сторона. И магнитные поля, вероятно, играют ключевую роль в определении того, сколько гелия или водорода содержится на поверхности белого карлика.

В том же духе Кайаццо также предполагает, что поля могут привести к более низкому давлению газа в атмосфере Януса и, следовательно, к водородному «океану» в области с более сильными полями.

В дальнейшем исследователи надеются, что в будущих обзорах ZTF они смогут идентифицировать больше таких звезд, как Янус. С достаточным количеством этих двуликих звездных трупов, возможно, проявится закономерность.

«Поскольку у нас есть признаки того, что Янус может быть самым ярким примером целого класса переходных белых карликов, — сказал Кайаццо, — это открытие может помочь пролить свет на физические механизмы, лежащие в основе спектральной эволюции белых карликов».

Даже в дальнейшем Янус может в конечном итоге повлиять на наше понимание физики атмосферы в целом. «Тот факт, что существует такое сильное разделение между двумя элементами на поверхности, — сказал Кайаццо, — а также тот факт, что такая структура была стабильной в течение как минимум нескольких лет, бросает вызов нашему пониманию атмосфер белых карликов».

Источник