Ученые дали этому космическому объекту название Янус, отсылка к римскому богу с двумя лицами, вследствие его необычных свойств.
Астрономические наблюдения за сильно намагниченными белыми карликамиАстрономы обнаружили объект с уникальными процессами на расстоянии более 1000 световых лет от Земли. Одна сторона атмосферы белого карлика почти полностью состоит из водорода, другая — практически полностью из гелия. Учёные впервые в истории наблюдали белый карлик, у которого внешние слои кардинально различаются по составу. опубликована в журнале Nature.
Белые карлики — это компактные объекты, имеющие массу, сопоставимую с массой Солнца, и радиус, равный радиусу Земли (6371 километр). Образуются они на заключительных этапах эволюции звезд, масса которых не превосходит 8-10 солнечных масс.
С течением времени эти сравнительно слабые светила стареют и превращаются в красных гигантов. Внутри красных гигантов понемногу исчерпывается топливо для термоядерных реакций, вследствие чего внешние слои разрастаются, а ядро сжимается. В конечном итоге внешние слои звезды образуют планетарную туманность, а ядро превращается в белого карлика.
По существу, это уже не звезды, так как в их сердцевине не происходят термоядерные реакции. Белые карлики остывают крайне медленно, хотя у них нет постоянных внутренних источников тепла. Эти объекты малы по размерам и поэтому испускают сравнительно мало энергии.
Белые карлики преимущественно состоят из углерода, водорода, кислорода, гелия, магния и неона. Иногда, в зависимости от массы, в их составе присутствуют тяжелые элементы, но в незначительных количествах. Самые легкие химические элементы — водород и гелий — поднимаются, образуя внешние слои — атмосферу. Более тяжелые элементы под действием сильной гравитации опускаются к ядру (в состав которого входят O, Ne и Mg).
Остывая, белые карлики теряют температуру до 30 тысяч кельвинов, их слои атмосферы начинают расширяться и смешиваться: слой водорода с слоем гелия, из-за чего химический состав атмосфер таких тел неоднороден. Как минимум, так считалось до недавнего времени, пока американские астрономы из Калифорнийского технологического института не открыли белый карлик, который полностью меняет представление об атмосфере этих объектов.
Во время наблюдения за группой сильно намагниченных белых карликов, проводимых астрономами с помощью установки для поиска транзиентов имени Цвикки, подключенной к телескопу имени Сэмюэля Ошина в Паломарской обсерватории, учёные обнаружили необычное поведение одного объекта. Белый карлик, обозначенный как ZTF J203349.8+322901.1, выделялся на фоне других быстрым изменением яркости.
Ученые попросили провести дополнительные наблюдения космического тела ZTF J203349.8+322901.1 с целью изучения химического состава его атмосферы. Спектрометр высокого разрешения в обсерватории Кека показал, что внешние слои объекта не перемешиваются: на одной стороне наблюдается водород, но нет гелия, а на другой — гелий без водорода. Такое распределение характерно для этого класса тел.
Белый карлик получил название в честь двуликого римского бога Януса. Учёные пока не могут объяснить феномен его атмосферы, но у них есть несколько гипотез. Одна из них утверждает, что причиной, по которой газы из разных полушарий белого карлика не смешались, являются магнитные поля.
Магнитные поля около космических тел часто асимметричны и могут быть сильнее в одной из сторон атмосферы. Более сильное поле с одной стороны может затруднить смешивание газов, что приведет к неравномерному их распределению и преобладанию слоя с самым легким элементом — водородом. объяснилаИлария Кайаццо — руководитель исследования и научный сотрудник Калифорнийского технологического института.
Для разгадки загадки «двуликого» Януса командам американских учёных предстоит изучить большое количество подобных белым карликам. Для поиска таких объектов будет использоваться установка Zwicky Transient Facility.
Янус — возможно, самый яркий образец высокомагнитизированных белых карликов. Учёные полагают, что изучение объектов такого типа позволит в дальнейшем глубже понять процессы эволюции подобных небесных тел.