Čudna zvijezda s jedne strane sastavljena od vodika, a s druge od helija

U novom istraživanju objavljenom u časopisu Nature, astronomi su otkrili neobičnu zvijezdu, bijelog patuljka, čija je jedna strana sastavljena od vodika, a druga od helija. “Površina zvijezde potpuno je drugačija s jedne strane na drugu,” kaže Ilaria Caiazzo, postdoktorandica na Kalifornijskom institutu za tehnologiju (Caltech), koja vodi ovo revolucionarno istraživanje.

Bijeli patuljci, ostatci zvijezda sličnih Suncu, izazivaju veliku znatiželju među astronomima. Kada te zvijezde iscrpe svoj vijek trajanja, pretvaraju se u crvene divove, odbacujući svoj vanjski materijal, dok se njihove jezgre skupljaju i zapaljuju u guste, vatrene bijele patuljke. Očekuje se da će naše Sunce doživjeti ovu transformaciju za otprilike 5 milijardi godina.

Otkrivanje Janusove zvijezde: Boga tranzicije

Bijeli patuljak, s ljubavlju nazvan Janus, po rimskom bogu tranzicije, prvotno je uočen od strane Zwicky Transient Facility (ZTF), koji svakodnevno skenira nebo s Caltechovog opservatorija Palomar blizu San Diega.

Caiazzo je bila usmjerena na identifikaciju visoko magnetiziranih bijelih patuljaka, poput ZTF J1901 1458, ranije otkrivenog s njenim timom. Brze promjene u svjetlini potencijalnog objekta privukle su njenu pažnju, što je dovelo do daljnjeg istraživanja pomoću instrumenta CHIMERA na Palomaru i HiPERCAM-a na Gran Telescopio Canarias na Španjolskim Kanarskim otocima. Podaci su potvrdili brzi Janusov obrt, izvršavajući rotaciju oko osi svakih 15 minuta.

Dvostuko lice fenomena Janusove zvijezde

Detaljnije ispitivanje s opservatorija W. M. Keck na vrhu Maunakea, Havaji, otkrilo je zadivljujuću dvostranu prirodu Janusa. Raspršivanjem svjetlosti s bijelog patuljka u spektar valnih duljina, pojavili su se kemijski potpisi. To je pokazalo da vodik dominira jednom stranom (bez tragova helija), a s druge strane isključivo helij. Ova karakteristika ostavila je tim u razmišljanju o nekoliko teorija.

Janus – bijeli patuljak u tranziciji?

“Mogli bi svjedočiti Janusu u rijetkoj fazi evolucije bijelog patuljka”, predlaže Caiazzo. Kada se formiraju bijeli patuljci, njihovi teži elementi padaju prema jezgri, dok se lakši – vodik, najlakši – diže prema površini. Kako bijeli patuljci stare i hlade, njihovi se materijali miješaju. U nekim slučajevima, vodik se miješa na takav način da helij postaje dominantan. Janus možda predstavlja ovu fazu, iako je još uvijek pitanje zašto se ova tranzicija čini neravnomjernom.

Prema istraživačima, odgovor bi mogao ležati unutar magnetskih polja. “Magnetska polja oko nebeskih tijela obično su asimetrična, ili jača s jedne strane”, spominje Caiazzo. Jače magnetsko polje s jedne strane moglo bi ometati miješanje materijala, što rezultira višom količinom vodika. Druga teorija podrazumijeva promjenu atmosferskog tlaka plina i gustoće kroz magnetska polja.

Misterij se nastavlja

James Fuller, koautor studije i profesor teorijske astrofizike na Caltechu, predlaže: “Magnetska polja bi mogla smanjiti tlak plina u atmosferi, dopuštajući ‘vodenički ocean’ tamo gdje su magnetska polja najjača.” Tim još uvijek nije siguran koja je teorija točna, ali asimetrične strane bez magnetskih polja čine se malo vjerojatnima.

Da bi riješili ovu zagonetku, istraživači se nadaju otkrivanju više bijelih patuljaka poput Janusa pomoću ZTF-ove nebeske ankete. “ZTF se izdvaja u lociranju neobičnih objekata”, primjećuje Caiazzo. Buduće studije, posebno od strane opservatorija Vera C. Rubin u Čileu, trebale bi olakšati proces pronalaženja ovih fascinantnih varijabli bijelih patuljaka.

Pridružite se raspravi u našoj Telegram grupi. KOZMOS Telegram –t.me/kozmoshr