Sciencemag.cz
Doporučujeme
Astronomové objevili bílého trpaslíka, jehož jedna strana je tvořena vodíkem, zatímco druhá je z helia.
Bílí trpaslíci jsou vyhořelé pozůstatky hvězd podobných našemu Slunci – poté, co projdou fází rudého obra, odhodí obal a jádra se jim zhroutí.
Nově objevený zbytek hvězdy byl nazván Janus (římský bůh se dvěma tvářemi). Původně ho detekoval přístroj Zwicky Transient Facility (ZTF), který provozuje Caltech, a podrobnosti o něm se podařilo získat díky pozorování na havajské observatoři W. M. Kecka. Doba rotace byla stanovena na 15 minut a pomocí spektrometru se zjistilo, že když byla vidět jedna polovina objektu, spektrum odpovídalo vodíku, ve druhém případě heliu.
Vysvětlením tohoto jevu si jisti nejsme, autoři nové studie nicméně navrhli několik možností. Spoluautorka studie Ilaria Caiazzo z Caltechu uvádí, že někteří bílí trpaslíci skutečně procházejí mezi fází, kdy mají na povrchu vodík, do fáze heliové. (Obecně: Po vzniku bílých trpaslíků klesají jejich těžší prvky do jádra a lehčí prvky – vodík je ze všech nejlehčí – plují nahoru. Prvním výsledkem je tedy vodíkový povrch, až pak dochází – resp. může docházet – k dalším změnám, jako je opětovné míchání materiálů ve fázi dalšího chladnutí hvězdy.)
Možná jsme tedy hvězdu Janus přistihli uprostřed tohoto procesu. Byla by to vzácná náhoda, především je ale nečekaný samotný průběh procesu, kdy by se obě strany měly vyvíjet různou rychlostí. Podle vědců může odpověď spočívat v magnetických polích.
Magnetická pole v okolí kosmických těles bývají asymetrická, silnější na jedné straně. Mohou tak bránit míchání materiálů. Pokud je magnetické pole na jedné straně silnější, pak by na této straně docházelo k menšímu míchání, a tedy by zde bylo větší množství vodíku.
Další navržený mechanismus také závisí na magnetických polích. V tomto scénáři se však předpokládá, že pole mění tlak a hustotu plynů v atmosféře trpaslíka. „Magnetická pole mohou vést k nižšímu tlaku plynu v atmosféře, což může umožnit vznik vodíkového ‚oceánu‘ v místech, kde jsou magnetická pole nejsilnější,“ uvádí spoluautor studie James Fuller, teoretický astrofyzik z Caltechu.
K vyřešení záhady by nejvíc mohlo přispět nalezení dalších bílých trpaslíků podobných jako Janus. Objevovat by je mohl opět průzkum oblohy ZTF nebo ještě efektivněji chystaná observatoř Very C. Rubinové.
Ilaria Caiazzo, A rotating white dwarf shows different compositions on its opposite faces, Nature (2023). DOI: 10.1038/s41586-023-06171-9. www.nature.com/articles/s41586-023-06171-9
Zdroj: California Institute of Technology / Phys.org – přeloženo/zkráceno
Animace ukazuje, jak se bílý trpaslík Janus otáčí kolem své osy. Vodíková strana se jeví jako jasnější. Zvláštní dvojí tvář tohoto bílého trpaslíka může být způsobena souhrou magnetických polí a konvekce/ promícháním materiálů. Na straně s héliem, která se zdá být bublinovitá, konvekce zničila tenkou vrstvu vodíku na povrchu a helium, které bylo původně pod ní, vynesla na povrch. Rotace bílého trpaslíka je v této animaci zrychlena; normálně se otáčí kolem své osy každých 15 minut. Kredit: K. Miller, Caltech/IPAC
Neobvyklou podobu bílého trpaslíka snad mohou vysvětlit magnetické pole. Asymetrická magnetická pole (viditelná jako smyčkové čáry) mohla ovlivnit míchání materiálů v bílém trpaslíku takovým způsobem, že způsobila jejich nerovnoměrné rozložení. Kredit: K. Miller, Caltech/IPAC
