Странный белый карлик, рушащий представления об эволюции звезд, обнаружили американские ученые. Одна половина его поверхности состоит из водорода, обратная — из гелия, говорится в исследовании, опубликованном в журнале Nature.
Белые карлики — «тлеющие», но весьма горячие остатки не очень массивных звезд, которые сожгли свое термоядерное топливо и обречены на медленное затухание. Обычно в конце эволюции звезды наподобие Солнца раздуваются до стадии красного гиганта, после чего внешняя оболочка сдувается, и остается типичный белый карлик — углеродно-кислородное ядро, иногда с небольшим включением более тяжелых элементов, окруженное горячей оболочкой из газа. Моделирование показывает, что Солнце проэволюционирует до фазы белого карлика примерно через 5 млрд лет.
Наблюдения, проведенные астрономом Иларией Каяццо из Калифорнийского технологического института с помощью камеры Zwicky Transient Facility (ZTF) в Паломарской обсерватории в США, позволили обнаружить белый карлик, меняющий представление об эволюции подобного рода объектов. Изначально Каяццо занималась поиском сильно замагниченных белых карликов, вроде ZTF J1901+1458, найденного ранее на установке Zwicky Transient Facility. Один из кандидатов отличался быстрым изменением своей яркости, и ученые решили детально исследовать его с помощью других инструментов обсерватории на Канарских островах. Эти наблюдения показали, что карлик быстро вращается вокруг своей оси с периодом 15 минут.
Дальнейшее изучение карлика с помощью спектрометра на обсерватории Кека на Гавайских островах позволило выявить странную двуликую природу этого объекта. Выяснилось, что одна половина поверхности белого карлика состоит водорода, линии которого видны, когда карлик повернут к Земле этой стороной, другая — из гелия.
«Поверхность белого карлика кардинально меняется от одной стороны к другой, — пояснила Каяццо. — Когда я показывала эти наблюдения людям, они были в восторге».
Что привело к такому разделению белого карлика, который назвали Янус в честь древнеримского бога, ученые точно не знают. По одной из версий, астрономы стали свидетелями редкой фазы эволюции белого карлика. «Не все, но некоторые белые карлики, переходят от преобладания водорода к преобладанию гелия на поверхности, — пояснила Каяццо. — Мы могли застать один из таких карликов в процессе этого перехода».
Известно, что после образования белых карликов тяжелые элементы в их составе опускаются вглубь, легкие, в том числе водород и гелий — поднимаются. Однако в некоторых случаях, по мере остывания, эти элементы смешиваются.
В случае Януса разделение на водородную и гелиевую часть может быть связано с действием магнитного поля. «Магнитные поля космических тел часто асимметричны, или сильнее на одной из сторон, — пояснила Каяццо. — Магнитное поле может препятствовать смешиванию материалов. Поэтому, если магнитное поле на одной стороне сильнее, там смешивание будет идти хуже и будет больше водорода».
Чтобы решить эту загадку, ученые хотят открыть больше аналогичных объектов с помощью ZTF и строящейся обсерватории имени Веры Рубин в Чили.
