Астрономы обнаружили двуликую звезду с крайне необычным внешним обликом. У белого карлика одна сторона почти полностью состоит из водорода, а другая — из гелия. Это первый случай, когда астрономы обнаружили одинокую звезду, которая, по-видимому, спонтанно развила две различающихся стороны. «Поверхность белого карлика полностью меняется при переходе с одной стороны на другую, — говорит астрофизик Илария Кайаццо (Ilaria Caiazzo) из Калифорнийского технологического института, руководившая работой. — Когда я показываю наблюдения людям, они в восторге».
Объект, находящийся на расстоянии более 1000 световых лет в созвездии Лебедя, получил прозвище Янус в честь двуликого римского бога, хотя его официальное научное название — ZTF J203349.8+322901.1. Первоначально он был обнаружен Zwicky Transient Facility, инструментом, который каждую ночь сканирует небо из Паломарской обсерватории Калифорнийского технологического института недалеко от Сан-Диего.
Илария Кайаццо искала белые карлики, и одна звезда-кандидат выделялась из-за быстрых изменений яркости. Дальнейшие наблюдения показали, что Янус вращается вокруг своей оси каждые 15 минут. Спектрометрические измерения позволили узнать, что одна сторона объекта почти полностью состоит из водорода, а другая — почти полностью из гелия. Если смотреть вблизи, обе стороны звезды будут голубоватыми по цвету и одинаковой яркости, но гелиевая сторона будет иметь зернистый, лоскутный вид, как у нашего Солнца, а водородная сторона будет казаться гладкой.
Одно из объяснений состоит в том, что Янус может претерпевать редкий переход, который, как было предсказано, происходит во время эволюции белых карликов. Белые карлики — это остатки звезд, которые когда-то были похожи на Солнце. Когда звезды стареют, они превращаются в красных гигантов. В конце концов внешняя оболочка сбрасывается, а ядро сжимается в плотный, горячий белый карлик с массой примерно как Солнце, но размером всего лишь с Землю. Интенсивное гравитационное поле звезды заставляет более тяжелые элементы опускаться к ядру, а более легкие — всплывать, создавая внизу двухуровневую атмосферу из гелия, покрытую тонким слоем более легкого водорода. Когда звезда остывает ниже 30 000 °C, более толстый слой гелия начинает пузыриться, в результате чего внешний водородный слой смешивается, разжижается и исчезает из поля зрения.
«Лишь некоторые белые карлики, переходят от преобладания водорода к гелию на своей поверхности, — говорит Илария Кайаццо. — Возможно, мы поймали один такой белый карлик на месте преступления». Если это так, то, по предположению ученых, асимметричное магнитное поле может быть причиной того, что переход происходит неравномерно. «Если магнитное поле сильнее с одной стороны, это может ограничивать конвекцию в гелиевом слое, — говорит Илария Кайаццо. — С другой стороны конвекция может побеждать, и поэтому водородный слой утрачен».
Исследование опубликовано в журнале Nature.