Науковці спантеличені відкриттям загадкового білого карлика. Зірка швидко обертається, демонструє вражаючу подвійність. Астрономічний об'єкт отримав назву “Янус”, пише видання Physicsworld.
На цей час відомо, що Янус складається з двох протилежних півкуль, одна з яких вкрита воднем, а інша - гелієм. Своє прізвисько зірка отримала внаслідок своєї дивовижної природи, яка нагадує легенду про два обличчя римського бога.
Вперше білого карліка помітила обсерваторія Цвіккі (ZTF) в США. Астрономи відразу припустили, що незвичайна конфігурація, можливо, виникла в результаті злиття двох різних білих карликів. Тому “спільне дітище” генерує сильне, але нерівномірне магнітне поле.
Загалом, білі карлики - це залишки невеликих зірок, подібних до нашого Сонця. Наступає час, коли зупиняються ядерні реакції, вони скидають зовнішні обонки і зазнають гравітаційного колапсу, в результаті чого утворюються об'єкти розміром із Землю, але з масою зірки.
З віком ці білі карлики поступово охолоджуються, відповідно змінюючи власну структуру. Коли температура їхньої поверхні досягає 35 000 К, їх вкриває шар водню, що огортає підшар гелію. Однак, коли температура падає до 25 000 K, шар гелію починає конвектувати, і якщо шар водню досить тонкий, він розсіюється всередині вируючого гелію.
Цікаво, що приблизно 40% білих карликів зазнали такого переходу від домінування водню до гелію. Але оскільки цей процес зазвичай відбувається за лічені секунди, його ніколи не можна було спостерігати. До сьогоднішнього часу.
Янус, офіційно відомий як ZTF J203349.8+322901.1, розташований на відстані понад 1300 світлових років від нас. Зірку вивчає астрофізик Іларія Кайаццо з Каліфорнійського технологічного інституту.
За її словами, карлик демонструє швидкі зміни яскравості і здійснює один оберт кожні 15 хвилин. Причому його яскравість змінюється від максимальної, коли його покрита воднем сторона звернена до Землі, до мінімальної, коли видно півкулю, де домінує гелій.
Ключове питання полягає в тому, чому Янус демонструє таку незвичну поведінку. Кайаццо вважає, що астрономи захопили білий карлик у розпал перехідного періоду.
Дослідження, проведене її командою, демонструє, що зірка, схоже, "застрягла у перехідному періоді". Гелієва конвекція поглинула водень на одній півкулі, в той час як інша півкуля зберігає “альтернативний” склад.
Дослідники також припускають, що сильне магнітне поле, зміщене від центру білого карлика, може гальмувати конвекцію гелію з одного боку, але не з іншого. Однак це пояснення залишається гіпотетичним, - адже вчені ніколи не спостерігали карликові зірки з такими різними півкулями.
Член команди П'єр-Еммануель Требле, астроном з Ворікського університету, Великобританія, вказує, що існуючі моделі не можуть передбачити зазначене явище. В астрофізиці, коли стикаються з непоясненими складнощами, часто звертаються до магнітних полів, оскільки вони відіграють вирішальну роль у таких випадках.
Приблизно 20% білих карликів - це магнітні об'єкти, а напруженість їхнього поля може сягати 1 мільярда Гаусів, що значно сильніше за магнітне поле Землі, яке становить близько половини Гауса, або поверхневе поле Сонця в один Гаус.
Для Януса команда оцінює напруженість поля в 1000-1 мільйон Гаусів. Якби поле було сильнішим, воно б спотворювало спектральні лінії зірки.
Кайаццо визнає, що припущення про наявність магнітного поля необхідне для пояснення різного складу на двох гранях Януса. Однак причина магнетизму не може бути пояснена лише злиттям двох зірок. А відтак астрономи отримали цікаву головоломку, яку будуть розв'язувати найближчим часом.
На думку Трембле, унікальність Януса свідчить про те, що, окрім його магнітного поля, можуть існувати додаткові фактори, які впливають на розвиток зірки.
Разом із тим вчений з обережністю ставиться до іншого пояснення - гіпотези зміщеного дипольного магнітного поля. Він стверджує, що внутрішня структура магнітного поля білих карликових зірок погано вивчена, тому припущення про зміщений диполь може приховувати більш складну геометрію магнітного поля, - наприклад, квадруполь з чотирма полюсами.
Значення Януса і подібних до нього білих карликів поширюється на вимірювання відстаней в астрономії. Наднові типу Ia, що виникають внаслідок вибуху більшості зірок, слугують еталоном для вимірювання космічних відстаней і швидкості розширення Всесвіту.
Якщо Янус дійсно є результатом злиття двох менших зірок, то виявлення більшої кількості напівперехідних білих карликів дозволить астрономам краще зрозуміти поширеність таких систем та їхній внесок у популяцію наднових типу Ia. Нові дані також підвищать точність вимірювань відстаней у космологічних масштабах.
