Вращающаяся звезда с двумя разноцветными полусферами имеет исходящие от нее линии, представляющие магнитное поле
Закольцованные линии здесь представляют магнитные поля вокруг Януса.
Регулярно осматривая небо 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, звезда, находящаяся на расстоянии более 1000 световых лет от нас и вращающаяся каждые 15 минут, имел необычный внешний вид. Его шарообразная поверхность имела по обе стороны два разных элемента, причудливо разделенных, как баскетбольный мяч, разрезанный посередине. На одной грани исследователи обнаружили следы водорода, а на другой — гелия. Хотя раскол может быть не совсем 50 на 50, разрыв, который увидели исследователи, был достаточно очевиден, чтобы заставить их почесать в затылке.
"Это было совершенно случайное открытие", - рассказала астрофизик Илария Кайаццо, аспирант Калифорнийского технологического института и член команды исследователей. Space.com по электронной почте. "Я был полностью поражен 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, начиная от спектрометров и заканчивая мощными лабораториями, такими как ее тезка, в Сан-Диего, Калифорния.
Это правда, что и водород, и гелий характерны для составов белых карликов, потому что считается, что эти объекты проходят своего рода эволюционную фазу, когда их более тяжелые элементы, такие как гелий, опускаются на дно, а более легкие элементы, такие как водород, всплывают наверх. Однако Кайаццо отмечает, что такая переходная фаза в прошлом широко обсуждалась в теории, но еще не была физически доказана.
Тем не менее, исследователи говорят, что их открытие знаменует собой первый случай, когда два элемента были замечены присутствующими на белом карлике с таким резким разделением.
"В ходе моего поиска с помощью ZTF я искал быстро вращающиеся и сильно намагниченные белые карлики, которые могли бы быть остатками слияний 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 предложили пару объяснений. Обе теории, по сути, 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 испытывать некоторые белые карлики, когда они достигают определенной температуры. Так случилось, что Янус находится примерно при такой температуре. Но второе, и, возможно, ключевое в разгадке тайны, заключается в том, что Янус может обладать асимметричными магнитными полями.
Проще говоря, это означает, что одна сторона белого карлика может обладать более сильными полями, чем другая. 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 месторождения могут привести к снижению давления газа в атмосфере Януса и, следовательно, к образованию водородного "океана" в районе с более сильными полями.
В дальнейшем исследователи надеются, что они выявят больше звезд, подобных Янусу, с помощью будущих исследований ZTF. При достаточном количестве этих сюжетов о двуликих звездных трупах, возможно, закономерность проявится сама собой.
"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 более отдаленном будущем Янус может в конечном счете 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, по крайней мере, в течение нескольких лет, ставит под сомнение наше понимание атмосфер белых карликов".