Астрономы обнаружили странный "двуликий" белый карлик

Международная группа астрономов объявила о странном открытии: звезда-белый карлик с двумя совершенно разными сторонами. Это первый случай обнаружения такого звездного остатка.

Результаты открытия опубликованы в журнале Nature, рассказывает сайт ostannipodii.com.

Когда наше Солнце достигнет конца своего жизненного цикла, примерно через пять миллиардов лет, оно сбросит свои внешние слои, оставив после себя только плотное светящееся ядро в виде белого карлика. Белые карлики - это небесные объекты размером примерно с Землю, состоящие в основном из водорода и гелия. Хотя они образуются в результате гибели звезд, они продолжают ярко светиться в течение миллиардов лет, поэтому астрономы могут наблюдать их в космосе.

До сих пор астрономы обнаружили тысячи белых карликов. Однако недавно группа специалистов под руководством астрофизика из Калифорнийского технологического института (Калтех) доктора Иларии Кайаццо обнаружила очень необычную звезду, расположенную на расстоянии около 1300 световых лет от Земли.

Прозванная "Янусом" в честь римского бога двойственности, эта звезда-белый карлик во время вращения демонстрирует два лица: одно состоит из водорода, а другое - из гелия. Такого астрономы еще не видели.

"Поверхность белого карлика полностью меняется от одной стороны к другой", - сказала доктор Кайаццо в пресс-релизе Калтеха. "Когда я показываю результаты наблюдений людям, они просто ошеломлены".

Этот причудливый звездный остаток был обнаружен во время исследования с помощью прибора Установка транзиентов Цвикки (ZTF), установленного в Паломарской обсерватории Калтеха. Этот белый карлик выделялся тем, что, в отличие от других звезд-белых карликов, он тускнел и светился каждые 15 минут.

Это свидетельствовало о том, что белый карлик вращается, однако не было никакой видимой причины, по которой он тускнел и становился ярче во время вращения.

Направив на нее второй телескоп обсерватории В.М. Кека на вершине Мауна-Кеа на Гавайях, Кайаццо и её команда разделили свет от мертвой звезды с помощью спектрометра. Это позволило обнаружить химические элементы в атмосфере мертвой звезды, что пролило свет на эту загадку. Когда одна сторона белого карлика поворачивалась к нам, Кек регистрировал характерные отпечатки только водорода, а когда другая сторона поворачивалась к нам лицом - только гелия.

"Представьте себе, что если бы вы смотрели на Землю, то увидели бы только океан. Затем она поворачивается, и остается только суша", - сказал соавтор исследования доктор Джереми Хейл, профессор физики и астрономии Университета Британской Колумбии (UBC), в пресс-релизе этого вуза.

Хотя причина двойственности Януса остается загадкой, у исследователей есть некоторые предположения о том, чем может быть вызвано его странное поведение.

По данным Калтеха, "после образования белых карликов более тяжелые элементы опускаются в их ядра, а легкие элементы - водород, самый легкий из всех, - всплывают наверх. Но со временем, по мере остывания белых карликов, материалы, как считается, смешиваются между собой. В некоторых случаях водород перемешивается внутрь и разбавляется таким образом, что гелий становится более господствующим".

"Это может быть ответом на загадку, что в одной части звезды водород перешел в гелий, а в другой - нет", - пояснил д-р Хейл. "Возможно, она находится на грани стабильности между одним элементом и другим".

Что касается того, почему водородные и гелиевые грани Януса разделены так равномерно, то это может быть связано с магнитным полем белого карлика.

 

Как Солнце имеет магнитное поле, так и его остаток - белый карлик - также будет иметь его. Однако исследование, в ходе которого был обнаружен Янус, специально искало белые карлики с мощными магнитными полями, и, так или иначе, это может стать ключом к объяснению его двойной природы.

"Магнитные поля вокруг космических тел, как правило, асимметричны, то есть сильнее с одной стороны", - говорит Кайаццо. "Магнитные поля могут препятствовать смешиванию материалов. Поэтому, если магнитное поле сильнее с одной стороны, то на этой стороне будет меньше смешивания и, следовательно, больше водорода".

Другая возможность связана с тем, как магнитное поле звездного остатка может влиять на заряженные ядра водорода и гелия, плавающие в его атмосфере.

"Магнитные поля могут приводить к снижению давления газа в атмосфере, что может позволить сформироваться водородному "океану" там, где магнитные поля сильнее", - пояснил в пресс-релизе астрофизик-теоретик Калтеха Джеймс Фуллер, соавтор исследования.

"Мы не знаем, какая из этих теорий правильная, но мы не можем придумать другого способа объяснить асимметричные стороны без магнитных полей", - добавил Фуллер.

статья українською мовою