恒星中的成分通常是均匀混合在一起的,但现在天文学家发现了一颗奇异的恒星,它有着两个截然不同的面孔,每个面孔都由不同的元素组成,这就无法解释了。白矮星是像太阳这样的恒星甩掉外层后剩下的烧焦的外壳,只留下一个紧凑的内核的较为黯淡的星球。它们的大气通常以氢或氦为主,其中主要元素的含量大约是其他元素的1000倍。
但现在,天文学家发现了一颗不符合这种描述的白矮星--它究竟是如何诞生的还是个谜。这颗白矮星的一半几乎完全由氢组成,而另一半则是氦,这是第一次看到这种天体有如此明显的分裂。因此,它被昵称为"雅努斯"(Janus),取自罗马的双面神。
"白矮星的表面从一边到另一边完全改变了,"该研究的第一作者伊拉利亚-卡亚佐(Ilaria Caiazzo)说。"当我向人们展示观测结果时,他们都大吃一惊。
杰纳斯是利用兹威基瞬变设施(ZTF)发现的,该天文台旨在观测夜空中亮度随时间变化的天体。研究小组注意到这颗白矮星会随着旋转而改变亮度。分光仪可以分析光线,揭示构成光源的元素,使用分光仪进行的后续观测显示,光源的成分与亮度变化相关,存在明显差异。
研究人员对这颗奇怪的恒星如何变得如此两面性有一些想法。一些白矮星被认为在其一生中会在氢为主和氦为主之间过渡,而 Janus 可能是第一颗被发现有这种行为的白矮星。但即便如此,人们仍然不知道它为什么会一次改变一张脸。
研究小组说,答案可能是由于天体的强磁场。如果一侧的磁场比另一侧强,就会阻止氢和氦在这一侧混合,从而留下更强的氢信号。类似的解释可能是磁场改变了气体的压力和密度。
"磁场可能会导致大气中的气体压力降低,这可能会让氢'海洋'在磁场最强的地方形成,"该研究的合著者詹姆斯-富勒说。"我们不知道这些理论中哪一个是正确的,但我们想不出其他方法来解释没有磁场的不对称侧面。"
通过寻找其他处于类似分离状态的白矮星,可以揭开更多的谜团。