کشف یک کوتوله سفید دووجهی که در برابر توضیحات علمی مقاومت می‌کند

مواد درون ستاره‌ها معمولاً ترکیب یکنواختی در کل جرم آن‌ها دارند. اما حالا اخترشناسان یک ستاره کوتوله سفید دووجهی کشف کرده‌اند که هرکدام از وجه‌های آن از عنصری متفاوت ساخته شده است. این مغایر نظریه‌های علمی ماست.

کوتوله‌های سفید بقایای سوخته‌ای هستند که وقتی ستاره‌هایی مانند خورشید ما لایه‌های بیرونی خود را فرومی‌ریزند، از هسته آن‌ها باقی می‌ماند. در این ستاره‌ها گرانش سطح ۱۰۰٬۰۰۰ برابر بیشتر از سطح زمین است. به همین دلیل عناصر سنگین‌تر در دل ستاره فرو می‌روند و اتمسفر آن‌ها تماماً از جنس هیدروژن یا هلیوم است. فراوانی عنصر غالب حدود ۱٬۰۰۰ برابر دیگر عنصر است.

اما حالا اخترشناسان یک کوتوله سفید شناسایی کرده‌اند که با این توصیف هم‌خوانی ندارد. این که چرا چنین چیزی رخ داده، یک راز است. نیمی از این کوتوله سفید دووجهی تقریباً به‌طور کامل از هیدروژن تشکیل شده، درحالی‌که نیمه دیگر هلیومی است. این اولین‌بار است که چنین تمایز واضحی را در این نوع جرم آسمانی می‌بینیم.

بنابراین دانشمندان نام این جرم را ژانوس (Janus) گذاشته‌اند؛ یک خدای رومی با دو صورت.

سطح این کوتوله سفید از یک وجه به وجه دیگر کاملاً تغییر می‌کند. این اخترشناسان را متحیر کرده است.

ژانوس در تأسیسات اجرام گذرای زویکی (Zwicky Transient Facility - ZTF) کشف شد. این رصدخانه برای مشاهده اجرام با روشنایی متغیر در آسمان شب طراحی شده است. ZTF برای شناسایی ابرنواخترها، فرورفتن ستاره‌ها در سیاهچاله‌ها و سیارک‌ها و دنباله‌دارها، آسمان را رصد می‌کند.

تیم پژوهشی متوجه شد که این ستاره هر ۱۵ دقیقه یک بار دور خود می‌گردد. همچنین آن‌ها دریافتند که روشنایی این کوتوله سفید در هر دوران متغیر است.

رصدهای بعدی با یک طیف‌سنج که نور را برای آشکارسازی عناصر تشکیل‌دهنده منبع مطالعه می‌کند، نشان داد که تفاوتی قابل‌توجه در ترکیب این ستاره وجود دارد که با تغییرات روشنایی آن در تناسب است.

دلایل احتمالی شکل‌گیری کوتوله سفید دووجهی

پژوهشگران اطلاع زیادی ندارند که این ستاره عجیب چگونه دووجهی شده است. برخی از کوتوله‌های سفید را می‌شناسیم که در طول عمر خود بین غالب‌بودن هیدروژن و هلیوم در نوسان بوده‌اند. شاید ژانوس اولین موردی باشد که در حین این گذار شکار شده است. با‌این‌وجود اگر این توضیح درست باشد، همچنان مشخص نیست که چرا اتمسفر یک وجه سریع‌تر تغییر می‌کند.

تیم پژوهشی باور دارد که این احتمالاً به‌علت میدان مغناطیسی قدرتمند ستاره رخ می‌دهد. اگر این میدان در یک سمت از سمت دیگر قوی‌تر باشد، از ترکیب هیدروژن و هلیوم در آن سمت جلوگیری می‌کند. درنتیجه سیگنال هیدروژن قدرتمندی آزاد می‌شود.

یک توضیح مشابه دیگر این است که میدان مغناطیسی فشار و چگالی گازها را تغییر می‌دهد.

طبق توضیحات یکی از نویسندگان مقاله، میدان مغناطیسی می‌تواند باعث کاهش فشار گاز در اتمسفر شود. این اجازه می‌دهد که یک اقیانوس هیدروژن در جایی که میدان مغناطیسی قوی‌تر است، ایجاد شود.

هنوز مشخص نیست که کدام‌یک از این توضیحات درست هستند. بااین‌حال اخترشناسان نمی‌توانند درحال‌حاضر توضیح دیگری اضافه کنند. می‌توان انتظار داشت با کشف کوتوله‌های سفید دووجهی دیگر سرنخ‌های بیشتری برای حل این معما فراهم شود.