by Anmäl dig till CNN:s Wonder Theory vetenskapsnyhetsbrev. Utforska universum med nyheter om fascinerande upptäckter, vetenskapliga framsteg och mer.
Astronomer har gjort en unik upptäckt – en vit dvärgstjärna med två helt olika ansikten.
Vita dvärgar är de brända resterna av döda stjärnor. Vår sol kommer att bli en vit dvärg om cirka 5 miljarder år, efter att ha svällt till en röd jättestjärna, drivit ut dess yttre materia och, när bara kärnan finns kvar, krympt tillbaka till en bländande glödande rest.
Den nyupptäckta vita dvärgen har två ansikten, ett av väte och ett av helium. Forskare har givit stjärnan Janus smeknamnet efter den romerska övergångsguden med två ansikten. En detaljerad studie av fynden publicerades i tidskriften Nature den 19 juli.
“Ytan på den vita dvärgen förändras helt från sida till sida”, säger huvudstudieförfattaren Ilaria Caiazzo, en postdoktor och forskarassistent i astronomi vid California Institute of Technology, i ett uttalande. “När jag visar folk observationerna blir de överväldigade.”
Vita dvärgar är otroligt täta och komprimerar en massa som är jämförbar med vår sol till något som motsvarar en planet i jordens storlek.
Den starka gravitationsinverkan av en stjärnas död gör att de kvarvarande tunga elementen rör sig mot mitten, medan lättare grundämnen som väte eller helium stiger till det övre lagret. Med tanke på de extrema temperaturerna hos vita dvärgar har de hetaste dvärgarna väteatmosfär. När stjärnor svalnar med tiden tenderar de att ha heliumatmosfärer.
Men hos typiska vita dvärgar är en sida av stjärnan inte tillägnad ett element och den andra domineras av ett annat.
Den ovanliga stjärnresten upptäcktes först av Zwicky Transient Facility, som ligger vid Caltechs Palomar Observatory. Caiazzo använde instrumentet, som scannar himlen varje natt, för en nyligen genomförd studie av starkt magnetiserade vita dvärgar när ett föremål dök upp som snabbt förändrades i ljusstyrka.
Efterföljande observationer gjordes av Caiazzo och hennes team med hjälp av Palomars CHIMERA-instrument, HiPERCAM vid Gran Telescopio Canarias på Kanarieöarna, Spanien, och WM Keck-observatoriet på Maunakea, Hawaii.
De tre observatorierna visade Janus roterande på sin axel var 15:e minut – vilket avslöjar stjärnans dubbelsidiga natur och sammansättning. Med hjälp av en spektrometer separerade astronomer den vita dvärgens ljus i olika våglängder, vilket avslöjade den kemiska signaturen för väte på ena sidan och helium på den andra.
Stjärnan har en brännande temperatur på 62 540 grader Fahrenheit (34 726 grader Celsius), vilket forskare har bestämt med hjälp av Neil Gehrels Swift Observatory.
Hur Janus bildade två ansikten
Forskare är inte exakt säkra på varför stjärnan har två helt olika sidor. Det är möjligt att Janus genomgår en sällsynt form av evolution.
“Inte alla, men vissa vita dvärgar övergår från ett väte- till ett heliumdominerat tillstånd på sin yta,” sa Caiazzo. “Vi kan ha fångat en sådan vit dvärg på bar gärning.”
När den vita dvärgen svalnar med tiden kan de tyngre och lättare materialen blandas. Under denna övergång är det möjligt för väte att spädas ut inuti, vilket gör helium till det dominerande elementet.
När detta är fallet på Janus utvecklas stjärnans ena sida före den andra.
“Magnetiska fält runt kosmiska kroppar tenderar att vara asymmetriska eller starkare på ena sidan,” sa Caiazzo. ”Magnetiska fält kan förhindra blandning av material. Så om magnetfältet är starkare på ena sidan, skulle det bli mindre blandning på den sidan och därför mer väte.”
En annan möjlighet är att magnetfälten förändrar trycket och densiteten hos dessa atmosfäriska gaser på Janus.
“De magnetiska fälten kan resultera i lägre gastryck i atmosfären, och detta kan möjliggöra bildandet av ett väte “hav” där magnetfälten är starkast, säger studiens medförfattare James Fuller, professor i teoretisk astrofysik vid Caltech, i ett uttalande. “Vi vet inte vilka av dessa teorier som är korrekta, men vi kan inte komma på något annat sätt att förklara de asymmetriska sidorna utan magnetfält.”
Teamet kommer att fortsätta leta efter fler vita dvärgar som Janus med hjälp av Zwicky Transient Facility eftersom instrumentet är “mycket bra på att hitta konstiga föremål”, sa Caiazzo.
För fler CNN-nyheter och nyhetsbrev, skapa ett konto på CNN.com
