Une étrange naine blanche a deux visages

Inscrivez-vous à la newsletter scientifique Wonder Theory de CNN. Explorez l’univers avec des nouvelles de découvertes étonnantes, d’avancées scientifiques et plus encore.

CNN
–

Les astronomes ont fait la première découverte de ce genre – une naine blanche avec deux visages complètement différents.

Les naines blanches sont les restes d’étoiles mortes et brûlées. Notre soleil deviendra une naine blanche autour de nous 5 milliards d’années Après avoir gonflé en une étoile géante rouge, elle a fait exploser sa matière extérieure et, avec seulement son noyau restant, s’est rétrécie en un reste fumant.

La naine blanche nouvellement découverte a deux faces, l’une en hydrogène et l’autre en hélium. Les chercheurs ont nommé l’étoile Janus d’après le dieu romain de la transition à deux visages. Une étude détaillée des résultats a été publiée le 19 juillet dans la revue Nature d’accord.

“La surface de la naine blanche se déplace complètement d’un côté à l’autre”, a déclaré l’auteure principale de l’étude, Ilaria Caiazzo, chercheuse postdoctorale en astronomie à Caltech, dans un communiqué. “Quand j’ai montré la note aux gens, ils étaient stupéfaits.”

Les naines blanches sont incroyablement denses, comprimant une masse similaire à notre Soleil en quelque chose d’équivalent à une planète de la taille de la Terre.

Les forts effets gravitationnels lors de la mort d’une étoile signifient que les éléments lourds restants se déplacent vers le centre tandis que les éléments plus légers tels que l’hydrogène ou l’hélium montent vers les couches supérieures. Compte tenu des températures torrides des naines blanches, les plus chaudes ont une atmosphère d’hydrogène. Au fur et à mesure que les étoiles se refroidissent avec le temps, elles ont tendance à avoir des atmosphères d’hélium.

Mais une naine blanche typique n’a pas un côté de l’étoile dédié à un élément, et l’autre côté dominé par l’autre élément.

Ce vestige stellaire inhabituel a été détecté pour la première fois par le Zwicky Transit Facility, situé à l’observatoire Palomar de Caltech. Caiazzo a utilisé l’instrument, qui scanne le ciel chaque nuit, pour mener une étude récente d’une naine blanche hautement magnétique lorsqu’un objet dont la luminosité change rapidement est apparu.

Des observations de suivi ont été faites par Caiazzo et son équipe à l’aide de l’instrument CHIMERA HiPERCAM de Palomar situé à Gran Telescopio Canarias dans les îles Canaries espagnoles et à l’observatoire WM Keck à Maunakea, Hawaii.

Les trois observatoires ont montré que Janus tourne sur son axe toutes les 15 minutes – et démontre la nature et la composition de plusieurs étoiles. Les astronomes ont utilisé un spectromètre pour séparer la lumière de la naine blanche en différentes longueurs d’onde, ce qui a révélé les signatures chimiques de l’hydrogène d’un côté et de l’hélium de l’autre.

L’étoile a une température de 62 540 degrés Fahrenheit (34 726 degrés Celsius), que les chercheurs ont déterminée avec l’aide de l’observatoire Neil Gehrels Swift.

Les chercheurs ne savent pas vraiment pourquoi une étoile a deux côtés très différents. Il est possible que Janus subisse une forme rare d’évolution.

“Pas toutes, mais certaines naines blanches passent de l’hydrogène à l’hélium qui domine leur surface”, a déclaré Kiazo. “Nous pourrions attraper une naine blanche en action.”

Au fur et à mesure que la naine blanche se refroidit, des matériaux plus lourds et plus légers peuvent se mélanger. Au cours de cette transition, il est possible que l’hydrogène se dilue à l’intérieur, permettant à l’hélium de devenir l’élément dominant.

Si cela s’est produit sur Janus, alors un côté de l’étoile a évolué avant l’autre.

“Les champs magnétiques autour des objets cosmiques ont tendance à être asymétriques, ou plus forts d’un côté”, a déclaré Kaizu. Le champ magnétique peut empêcher le mélange des matériaux. Donc si le champ magnétique est plus fort d’un côté, ce côté aura moins de mélange et donc plus d’hydrogène. ”

Une autre possibilité est que le champ magnétique déplace la pression et la densité de ces gaz atmosphériques sur Janus.

“Les champs magnétiques peuvent entraîner une baisse de la pression des gaz dans l’atmosphère, ce qui peut permettre à des océans d’hydrogène de se former là où le champ magnétique est le plus fort”, a déclaré le co-auteur de l’étude, James Fuller, professeur d’astrophysique théorique à Caltech, dans un communiqué. “Nous ne savons pas quelle théorie est correcte, mais nous ne pouvons penser à aucun autre moyen d’expliquer l’aspect asymétrique sans champ magnétique.”

L’équipe continuera à rechercher d’autres naines blanches comme Janus en utilisant le Zwicky Transient Facility, car l’instrument est “si bon pour trouver des objets étranges”, a déclaré Kayazu.