A estranha estrela anã branca tem duas faces

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Os astrônomos fizeram uma descoberta inédita – uma estrela anã branca com duas faces completamente diferentes.

As anãs brancas são os restos de estrelas mortas e queimadas. Nosso sol se tornará uma anã branca ao nosso redor 5 bilhões de anos Depois de se transformar em uma estrela gigante vermelha, ela explode sua matéria externa e, com apenas o núcleo restante, encolhe novamente em um remanescente incandescente.

A recém-descoberta anã branca tem duas faces, uma feita de hidrogênio e a outra feita de hélio. Os pesquisadores batizaram a estrela de Janus em homenagem ao deus romano de duas faces da transição. Um estudo detalhado dos resultados foi publicado em 19 de julho na revista Nature. natureza.

“A superfície da anã branca muda completamente de um lado para o outro”, disse a principal autora do estudo, Ilaria Caiazzo, pesquisadora de pós-doutorado em astronomia no Caltech, em um comunicado. “Quando mostro as anotações às pessoas, elas ficam pasmas.”

As anãs brancas são incrivelmente densas, comprimindo uma massa semelhante ao nosso Sol em algo equivalente a um planeta do tamanho da Terra.

O forte efeito gravitacional durante a morte de uma estrela significa que os elementos pesados ​​restantes se movem em direção ao centro, enquanto elementos mais leves, como hidrogênio ou hélio, sobem para a camada superior. Dadas as temperaturas escaldantes das anãs brancas, as mais quentes têm atmosferas de hidrogênio. À medida que as estrelas esfriam com o tempo, elas tendem a ter atmosferas de hélio.

Mas anãs brancas típicas não têm um lado da estrela dedicado a um elemento e o outro dominado pelo outro.

O remanescente estelar incomum foi detectado pela primeira vez pelo Zwicky Transit Facility, localizado no Palomar Observatory da Caltech. Caiazzo usou o instrumento, que varre o céu todas as noites, para fazer um levantamento recente de anãs brancas altamente magnetizadas quando um objeto que muda rapidamente de brilho apareceu.

Observações de acompanhamento foram feitas por Caiazzo e sua equipe usando o instrumento CHIMERA de Palomar, HiPERCAM localizado no Gran Telescopio Canarias nas Ilhas Canárias da Espanha e o Observatório WM Keck em Maunakea, Havaí.

Todos os três observatórios mostraram que Janus girava em seu eixo a cada 15 minutos – e mostravam a natureza e a composição da estrela dupla. Os astrônomos usaram um espectrômetro para separar a luz da anã branca em diferentes comprimentos de onda, o que revelou a assinatura química do hidrogênio de um lado e do hélio do outro.

A estrela tem uma temperatura de 62.540 graus Fahrenheit (34.726 graus Celsius), que os pesquisadores determinaram com a ajuda do Observatório Neil Gehrels Swift.

Os pesquisadores não sabem ao certo por que uma estrela tem dois lados muito diferentes. É possível que Janus esteja passando por uma rara forma de evolução.

“Não todas, mas algumas anãs brancas passam de hidrogênio para hélio dominando sua superfície”, disse Kiazo. “Podemos ter pego uma anã branca em flagrante.”

À medida que uma anã branca esfria com o tempo, materiais mais pesados ​​e mais leves podem se misturar. Durante essa transição, é possível que o hidrogênio se dilua no interior, permitindo que o hélio se torne o elemento dominante.

Se isso está acontecendo em Janus, então um lado da estrela evolui antes do outro lado.

“Os campos magnéticos em torno dos corpos cósmicos tendem a ser assimétricos ou mais fortes de um lado”, disse Kaizu. Os campos magnéticos podem impedir a mistura de materiais. Portanto, se o campo magnético for mais forte de um lado, esse lado terá menos mistura e, portanto, mais hidrogênio. ”

Outra possibilidade é que os campos magnéticos mudem a pressão e a densidade desses gases atmosféricos em Janus.

“Campos magnéticos podem levar a pressões de gás mais baixas na atmosfera, e isso pode permitir a formação de oceanos de hidrogênio onde os campos magnéticos são mais fortes”, disse o coautor do estudo James Fuller, professor de astrofísica teórica no Caltech, em um comunicado. “Não sabemos qual dessas teorias é a correta, mas não conseguimos pensar em outra maneira de explicar os aspectos assimétricos sem campos magnéticos”.

A equipe continuará a procurar por mais anãs brancas como Janus usando o Zwicky Transient Facility porque o instrumento é “muito bom para encontrar objetos estranhos”, disse Kayazu.