新发现的白矮星的相对面有不同的成分

ZTF J203349.8+322901.1，绰号为雅努斯(Janus)，以罗马两面过渡之神命名，是一颗过渡白矮星，有两个面：其大气层的一侧主要由氢组成，另一侧主要由氦组成。

ZTF J203349.8+322901.1(简称ZTF J1901+1458)是在2019年使用兹威基瞬变设施(ZTF)搜寻周期性变白矮星时发现的，ZTF是一种每晚从加州理工学院帕洛玛天文台扫描天空的仪器。

这颗白矮星位于天鹰座，距离我们约 130 光年。

它的年龄约为 1 亿年，质量为 1.35 个太阳质量，半径为 2,140 公里(1,330 英里)。

ZTF J1901+1458 因其亮度的快速变化而脱颖而出，因此加州理工学院天文学家 Ilaria Caiazzo 及其同事决定使用帕洛马的 CHIMERA 仪器以及加那利群岛大望远镜上的 HiPERCAM 进行进一步研究。

这些数据证实 ZTF J1901+1458 每 15 分钟绕其轴旋转一次。

WM 凯克天文台随后进行的观测揭示了白矮星戏剧性的双面性质。

天文学家使用一种称为光谱仪的仪器将白矮星的光传播成包含化学指纹的彩虹波长。

数据显示，当物体的一侧进入视野时，存在氢(没有氦的迹象)，而当另一侧进入视野时，则仅存在氦。

是什么导致一颗单独漂浮在太空中的白矮星拥有如此截然不同的面孔?

作者承认他们感到困惑，但提出了一些可能的理论。

一种想法是，我们可能正在目睹 ZTF J1901+1458 经历一个罕见的白矮星演化阶段。

“不是全部，但有些白矮星的表面从氢主导转变为氦主导。我们可能当场就发现了一颗这样的白矮星，”卡亚佐博士说。

白矮星形成后，它们的较重元素沉入其核心，而它们的较轻元素​​(氢是最轻的)漂浮到顶部。但随着时间的推移，随着白矮星冷却，这些物质被认为会混合在一起。

在某些情况下，氢气会混入内部并被稀释，从而使氦气变得更加普遍。

ZTF J1901+1458可能体现了这一过渡阶段，但一个紧迫的问题是：为什么过渡会以如此脱节的方式发生，一侧先于另一侧?

研究小组认为，答案可能在于磁场。

“天体周围的磁场往往是不对称的，或者一侧更强，”卡亚佐博士说。

“磁场可以防止材料混合。因此，如果一侧的磁场更强，那么该侧的混合就会减少，从而产生更多的氢。”

该团队提出的另一种解释这两个面的理论也依赖于磁场。

但在这种情况下，这些场被认为会改变大气气体的压力和密度。

加州理工学院教授詹姆斯·富勒说：“磁场可能会导致大气中气压降低，这可能会在磁场最强的地方形成氢‘海洋’。”

“我们不知道这些理论中哪一个是正确的，但我们想不出任何其他方法来解释没有磁场的不对称面。”

该研究发表在《自然》杂志上。