Белый карлик — это остаток звезды, которая когда-то была похожа на наше Солнце. В конце жизненного пути звезда сбрасывает оболочку, а её ядро сжимается в плотный, раскалённый белый карлик. Наше Солнце превратится в белый карлик примерно через 5 миллиардов лет.

Новооткрытый белый карлик, получивший прозвище Янус в честь двуликого римского бога, был первоначально обнаружен инструментом Zwicky Transient Facility (ZTF), который каждую ночь сканирует небо в Паломарской обсерватории. 

Научная команда исследователей из Калифорнийского технологического института искала сильно намагниченные белые карлики. Один объект отличался необычно быстрыми изменениями яркости, поэтому руководитель группы, доктор Илария Кайаццо, решила провести дополнительное исследование с помощью инструментов CHIMERA в Паломаре и HiPERCAM на Гран-телескопе на Канарских островах. Новые данные подтвердили, что Янус обращается вокруг своей оси за 15 минут.

На концепт-арте изображён двуликий белый карлик, названный астрономами Янус. На гелиевой стороне, которая выглядит сетчатой, тонкий слой водорода разрушился из-за процесса конвекции, а гелий поднялся. Источник: K. Miller, Caltech / IPAC

Последующие наблюдения, проведённые с помощью обсерватории Кека на Гавайях, выявили двуликую природу белого карлика. Данные показывали присутствие водорода, когда под наблюдения попадала одна сторона объекта, и только гелия, когда в поле зрения оказывалась другая сторона.

Команда признаёт, что была сбита с толку, но всё равно выдвинула несколько возможных теорий. Одна из них состоит в том, что мы можем быть свидетелями того, как Янус проходит редкую фазу эволюции белых карликов. 

После образования белых карликов более тяжёлые элементы опускаются к ядрам, а более лёгкие элементы (водород, как известно, самый лёгкий из всех) поднимаются на поверхность. Но со временем, когда белые карлики остывают, элементы смешиваются друг с другом. Янус может демонстрировать эту переходную фазу, но остаётся вопрос: почему переход происходит только на одной стороне?

По мнению научной группы, ответ может заключаться в свойствах магнитных полей.

«Магнитные поля вокруг космических тел, как правило, асимметричны или сильнее с одной стороны. Они могут препятствовать смешиванию химических элементов. Так, если магнитное поле сильнее с одной стороны, то на этой стороне будет меньше возможности смешивания элементов и больше водорода», — объясняет Кайаццо.

Другая теория, предложенная командой для объяснения двух различающихся сторон, также опирается на свойства от магнитных полей. Но в этом сценарии считается, что поля изменяют давление и плотность атмосферных газов.

«Магнитные поля могут привести к снижению давления газа в атмосфере, и это может привести к образованию водородного «океана». Мы не знаем, какая из этих теорий верна, но не можем придумать другого способа объяснить асимметричные стороны, без учёта свойств магнитных полей», — говорит соавтор исследования Джеймс Фуллер, профессор теоретической астрофизики Калифорнийского технологического института.

Чтобы решить эту загадку, команда надеется найти больше белых карликов, похожих на Янус, с помощью обзора неба ZTF. Этот детектор хорошо зарекомендовал себя при поиске подобных аномалий. По словам Кайаццо, будущие исследования, например в обсерватории Веры Рубин в Чили, должны сделать поиск и изучение переменных белых карликов проще.