奇怪的白矮星有两张脸

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美国有线电视新闻网
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天文学家首次发现了一颗白矮星，它有两张完全不同的面孔。

白矮星是死亡、燃烧的恒星的残余物。 我们的太阳将成为我们周围的一颗白矮星 50亿年 当它膨胀成一颗红巨星后，它会吹掉外部物质，只留下核心，然后收缩成白热的残余物。

新发现的白矮星有两个面，一个由氢构成，另一个由氦构成。 研究人员以罗马两面过渡之神的名字将这颗恒星命名为“雅努斯”(Janus)。 详细研究结果发表在 7 月 19 日的《自然》杂志上 自然。

“白矮星的表面完全从一侧转移到另一侧，”该研究的主要作者、加州理工学院天文学博士后研究员伊拉里亚·卡亚佐（Ilaria Caiazzo）在一份声明中说。 “当我向人们展示这些笔记时，他们都惊呆了。”

白矮星的密度非常大，将与太阳相似的质量压缩成相当于地球大小的行星。

恒星死亡期间的强大引力效应意味着剩余的重元素向中心移动，而氢或氦等较轻的元素则上升到上层。 考虑到白矮星的灼热温度，最热的白矮星具有氢气氛。 随着时间的推移，恒星逐渐冷却，它们往往具有氦大气层。

但典型的白矮星并没有恒星的一侧专注于一种元素，而另一侧则由另一种元素主导。

这种不寻常的恒星遗迹首先是由位于加州理工学院帕洛玛天文台的兹威基凌日设施发现的。 卡亚佐最近使用这种每晚扫描天空的仪器对高度磁化的白矮星进行了一次调查，当时出现了一个亮度快速变化的物体。

Caiazzo 和她的团队使用 Palomar 的 CHIMERA 仪器、位于西班牙加那利群岛 Gran Telescopio Canarias 的 HiPERCAM 和夏威夷莫纳克亚 WM Keck 天文台进行了后续观测。

所有三个天文台都显示 Janus 每 15 分钟绕其轴旋转一次 – 并显示了双星的性质和组成。 天文学家使用光谱仪将白矮星的光分成不同的波长，揭示了一侧氢和另一侧氦的化学特征。

研究人员在尼尔·盖尔斯·斯威夫特天文台的帮助下确定了这颗恒星的温度为 62,540 华氏度（34,726 摄氏度）。

研究人员并不完全确定为什么一颗恒星有两个截然不同的侧面。 杰纳斯有可能正在经历一种罕见的进化形式。

基亚佐说：“不是全部，但有些白矮星从氢转变为氦主导其表面。” “我们可能在行动中捕获了一颗白矮星。”

随着白矮星随着时间的推移而冷却，较重和较轻的物质可能会混合在一起。 在这个转变过程中，氢可能会在内部被稀释，从而使氦成为主要元素。

如果这种情况发生在雅努斯，那么恒星的一侧会先于另一侧演化。

“天体周围的磁场往往是不对称的，或者一侧更强，”海津说。 磁场可以防止材料混合。 因此，如果一侧的磁场较强，该侧的混合就会较少，因此氢也会较多。 ”

另一种可能性是，磁场改变了两面星上这些大气气体的压力和密度。

研究合著者、加州理工学院理论天体物理学教授詹姆斯·富勒在一份声明中表示：“磁场可能会导致大气中气压降低，这可能会让氢海洋在磁场最强的地方形成。” “我们不知道这些理论中哪一个是正确的，但我们想不出任何其他方法来解释没有磁场的不对称方面。”

卡亚津说，该团队将继续使用兹威基瞬态设施寻找更多像杰纳斯这样的白矮星，因为该仪器“非常擅长寻找奇怪的物体”。