天文學家發現一顆雙面恆星,這顆白矮星一面看似幾乎全由氫組成,另一面由氦構成,這奇特外表令天文學家困惑。
美國加州理工學院(Caltech)天體物理學家卡亞佐(Ilaria Caiazzo)說:「這顆白矮星表面兩側出現截然不同的變化。當我向大家展示觀測結果時,他們都感到很驚奇。」這是天文學家首次發現天空有顆兩面鮮明對比的孤星。
發表於《自然》(Nature)期刊的研究結果,這顆雙面恆星位於距1千多光年外的天鵝座(Cygnus),暱稱是雅努斯(Janus),名字取自象徵轉換的羅馬雙面神,正式學名是ZTF J203349.8+322901.1。
這顆白矮星起初是由「茲威基瞬變探測器」(Zwicky Transient Facility)發現。茲威基瞬變探測器位於聖地牙哥附近的加州理工學院巴洛馬天文台(Palomar Observatory),每晚掃描天空。
卡亞佐搜尋白矮星時,有顆候選恆星因亮度迅速變化脫穎而出。研究人員進一步觀測發現,雅努斯每15分種就會繞著自軸心旋轉。測出恆星化學足跡的光譜測量顯示,這個物體的一面幾乎全由氫組成,另一面幾乎全由氦構成。
如果近距離觀測,可發現這枚恆星兩面都偏藍色,亮度也雷同,但幾乎全為氦的那面跟太陽一樣,看起來有顆粒狀像拼湊而成,幾乎全由氫組成那面看起來較光滑。
這顆恆星外表是由旋轉氣體組成,因此很難解釋兩面性質。說法之一是,雅努斯可能正歷經罕見轉變,這種轉變曾預測會發生於白矮星演化過程。
白矮星是紅巨星消耗完燃料後的殘留物。隨著年齡增加,恆星會膨脹變成紅巨星。最後鬆散外部物質會吹散,核心收縮成稠密、炙熱、高溫的白矮星,質量約跟太陽相同,但體積只有地球大。
這顆恆星的強烈重力場導致更重元素沈向核心,更輕元素浮起來,創造出兩層大氣,底層是氦氣,上層為薄薄一層氫氣。
卡亞佐說:「只有一些白矮星表面會從主要為氫氣轉為主要氦氣。我們可能捕捉到正在經歷這種轉變的白矮星。」