Ta gwiazda ma "dwie twarze". W jej odkryciu pomogli Polacy

Na łamach czasopisma "Nature" ukazały się badania dotyczące niezwykłej gwiazdy. Jest nią biały karzeł, którego połowa powierzchni pokryta jest wodorem, a druga - helem. Obiekt otrzymał nazwę Janus na cześć rzymskiego bóstwa o dwóch twarzach.

Gwiazda została odkryta w danych z przeglądu nieba Zwicky Transient Facility (ZTF), realizowanego w Obserwatorium Palomar w Kalifornii. Doktor Przemysław Mróz z Obserwatorium Astronomicznego UW był odpowiedzialny między innymi za wykonanie pomiarów jasności ponad miliarda gwiazd obserwowanych przez ZTF, dzięki czemu odnaleziono ten niezwykły obiekt - poinformował Uniwersytet Warszawski.

- Gwiazda wyróżniała się dużymi zmianami jasności, powtarzającymi się co 15 minut. To tyle, ile trwa jeden jej obrót wokół własnej osi - wyjaśnił polski badacz.

Obserwacje wykonane za pomocą Teleskopu Kecka z Obserwatorium Mauna Kea na Hawajach ujawniły nietypową naturę gwiazdy. Naukowcy użyli instrumentu zwanego spektrometrem, żeby rozszczepić światło gwiazdy, co umożliwiło zbadanie jej składu chemicznego. Obserwacje wykazały obecność wyłącznie wodoru na jednej połowie gwiazdy i wyłącznie helu na drugiej.

Białe karły to pozostałości po gwiazdach podobnych do Słońca. Jak opowiadał Mróz, kiedy gwiazda wypala paliwo znajdujące się w jej wnętrzu, rozdyma się do ogromnych rozmiarów, stając się tak zwanym czerwonym olbrzymem. Następnie odrzuca gazową otoczkę, pozostawiając tylko jądro gęste, gorące. Jest ono pokryte cienką warstwą helu lub wodoru albo - jak pokazuje Janus - obydwu tych pierwiastków.

Białe karły mają masy zbliżone do masy Słońca, jednak są od niego nawet sto razy mniejsze i milion razy gęstsze. Jedna łyżeczka materii budującej białego karła może ważyć tyle, co samochód osobowy.

- Przypuszcza się, że atmosfery niektórych białych karłów ulegają przemianie z wodorowych na helowe. Ze względu na dużą gęstość, a więc silną grawitację, ciężkie pierwiastki opadają do środka Wodór jest najlżejszy ze wszystkich pierwiastków i unosi się na powierzchni. Uważa się jednak, że w miarę upływu czasu, kiedy biały karzeł stygnie, powinno zachodzić mieszanie warstw wodoru i helu na powierzchni gwiazdy. Janus jest prawdopodobnie pierwszym obiektem, w którym zaobserwowano bezpośrednio to zjawisko - tłumaczył Mróz.

Przyczyna tak znaczących różnic składu chemicznego na powierzchni Janusa nie jest jednak znana. Naukowcy przypuszczają, że to pole magnetyczne może być kluczem do ich wyjaśnienia.

- Pole magnetyczne gwiazd może być niesymetryczne lub silniejsze po jednej stronie. Może to uniemożliwić mieszanie pierwiastków - wyjaśniła Ilaria Caiazzo z z Kalifornijskiego Instytutu Technicznego (CalTech), główna autorka publikacji, dodając: - Jeśli pole magnetyczne jest silniejsze po jednej stronie białego karła, przeciwdziała mieszaniu pierwiastków i jedna strona gwiazdy jest wodorowa.

Według innej hipotezy postawionej przez autorów pracy, pole magnetyczne może wpływać na ciśnienie i gęstość materii w atmosferze gwiazdy.

- Pole może zmniejszyć ciśnienie gazu, co powoduje powstanie 'oceanu' złożonego wyłącznie z wodoru tam, gdzie pole magnetyczne jest najsilniejsze - dodał James Fuller z CalTech, współautor badania.

Sprawdzenie, która z tych hipotez jest prawdziwa, wymaga znalezienia i analizy większej grupy podobnych obiektów. Naukowcy mają nadzieję, że dostarczą jej przyszłe wielkie przeglądy nieba.