„Janus”: Astronomii descoperă o stea cu două fețe complet diferite, nemaivăzută până acum / O față este formată din hidrogen, cealaltă din heliu

Astronomii au făcut o descoperire inedită – o stea pitică albă cu două fețe complet diferite, relatează CNN.

Piticele albe sunt rămășițele arse ale unor stele moarte. Soarele nostru va deveni o pitică albă în aproximativ 5 miliarde de ani, după ce se va transforma într-o stea gigantică roșie, își va distruge materialul exterior și, rămânând doar miezul, se va micșora până la o rămășiță orbitoare, albă și fierbinte.

• O pitică albă este o stea de masă medie aflată în ultima fază a evoluției. Asemenea stele nu au o masă suficientă pentru a genera în nucleu temperaturile necesare fuziunii nucleare, responsabile pentru nucleosinteza carbonului.

Pitica albă nou descoperită are două fețe, una formată din hidrogen și cealaltă din heliu. Cercetătorii au poreclit steaua Janus, de la zeul roman al tranziției, care are două fețe. Un studiu care detaliază descoperirile a fost publicat la 19 iulie în revista Nature.

„Suprafața piticei albe se schimbă complet de la o parte la alta”, a declarat într-un comunicat Ilaria Caiazzo, autorul principal al studiului, cercetător asociat postdoctoral în astronomie la California Institute of Technology. „Când le arăt observațiile oamenilor, aceștia sunt impresionați”.

Piticele albe sunt incredibil de dense, comprimând o masă comparabilă cu cea a Soarelui nostru în ceva echivalent cu o planetă de mărimea Pământului.

Influența gravitațională puternică care intervine în timpul morții unei stele înseamnă că elementele grele rămase se deplasează spre centru, în timp ce elementele mai ușoare, cum ar fi hidrogenul sau heliul, se ridică în stratul superior. Având în vedere temperaturile arzătoare ale piticilor albi, cele mai fierbinți au atmosfere de hidrogen. Pe măsură ce stelele se răcesc în timp, ele tind să aibă atmosfere de heliu.

Dar piticele albe tipice nu au o parte a stelei dedicată unui element, iar cealaltă dominată de un alt element.

Rămășița stelară neobișnuită a fost detectată pentru prima dată de Zwicky Transient Facility, situat la Observatorul Palomar de la Caltech. Caiazzo a folosit acest instrument, care scanează cerul în fiecare noapte, pentru o cercetare recentă a piticilor albi puternic magnetizați, când a apărut un obiect care și-a schimbat rapid luminozitatea.

Observațiile ulterioare au fost efectuate de Caiazzo și echipa sa folosind instrumentul CHIMERA de la Palomar, HiPERCAM aflat pe Gran Telescopio Canarias din Insulele Canare din Spania și W.M. Keck Observatory de pe Maunakea din Hawaii.

Cele trei observatoare au arătat că Janus se rotește pe axa sa la fiecare 15 minute – și au pus în evidență natura și compoziția cu două fețe a stelei. Astronomii au folosit un spectrometru pentru a separa lumina piticei albe în diferite lungimi de undă, ceea ce a dezvăluit semnătura chimică a hidrogenului pe o parte și a heliului pe cealaltă.

Steaua are o temperatură toridă de 34.726 de grade Celsius, pe care cercetătorii au determinat-o cu ajutorul Observatorului Neil Gehrels Swift.

Cum a format Janus două fețe

Cercetătorii nu sunt foarte siguri de ce steaua are două fețe complet diferite. Este posibil ca Janus să se confrunte cu o formă rară de evoluție.

„Nu toate, dar unele pitice albe fac tranziția de la o suprafață dominată de hidrogen la una dominată de heliu”, a spus Caiazzo. „Este posibil să fi surprins o astfel de pitică albă în acțiune”.

Pe măsură ce pitica albă se răcește în timp, materialele mai grele și cele mai ușoare se pot amesteca. În timpul acestei tranziții, este posibil ca hidrogenul să se dilueze în interior, permițând heliului să devină elementul dominant.

Dacă acest lucru se întâmplă pe Janus, o parte a stelei evoluează înaintea celeilalte părți.

„Câmpurile magnetice din jurul corpurilor cosmice tind să fie asimetrice, sau mai puternice pe o parte”, a declarat Caiazzo. „Câmpurile magnetice pot împiedica amestecul de materiale. Deci, dacă câmpul magnetic este mai puternic pe o parte, atunci acea parte ar avea mai puțin amestec și, prin urmare, mai mult hidrogen”.

O altă posibilitate este că câmpurile magnetice schimbă presiunea și densitatea acestor gaze atmosferice pe Janus.

„Câmpurile magnetice pot duce la presiuni mai scăzute ale gazelor din atmosferă, iar acest lucru ar putea permite formarea unui „ocean” de hidrogen acolo unde câmpurile magnetice sunt cele mai puternice”, a declarat într-un comunicat James Fuller, coautor al studiului și profesor de astrofizică teoretică la Caltech. „Nu știm care dintre aceste teorii sunt corecte, dar nu ne putem gândi la nicio altă modalitate de a explica laturile asimetrice fără câmpuri magnetice”.

Echipa va continua căutarea mai multor pitice albe precum Janus folosind Zwicky Transient Facility, deoarece instrumentul este „foarte bun la găsirea obiectelor ciudate”, a spus Caiazzo.