Bintang katai putih yang aneh memiliki dua wajah

Mendaftar untuk buletin sains Wonder Theory CNN. Jelajahi alam semesta dengan berita penemuan menakjubkan, kemajuan ilmiah, dan banyak lagi.

CNN
–

Para astronom telah membuat penemuan pertama dari jenisnya – bintang katai putih dengan dua wajah yang sama sekali berbeda.

Katai putih adalah sisa-sisa bintang yang mati dan terbakar. Matahari kita akan menjadi katai putih di sekitar kita 5 miliar tahun Setelah membengkak menjadi bintang raksasa merah, ia meledakkan materi luarnya dan, dengan hanya inti yang tersisa, menyusut kembali menjadi sisa yang membara.

Katai putih yang baru ditemukan memiliki dua wajah, satu terbuat dari hidrogen dan yang lainnya terbuat dari helium. Para peneliti menamai bintang Janus dengan nama dewa transisi Romawi bermuka dua. Studi terperinci tentang hasilnya diterbitkan 19 Juli di jurnal Nature alam.

“Permukaan katai putih bergeser sepenuhnya dari satu sisi ke sisi lain,” kata pemimpin penulis studi Ilaria Caiazzo, seorang peneliti postdoctoral astronomi di Caltech, dalam sebuah pernyataan. “Ketika saya menunjukkan catatan itu kepada orang-orang, mereka tercengang.”

Katai putih sangat padat, memampatkan massa yang mirip dengan Matahari kita menjadi sesuatu yang setara dengan planet seukuran Bumi.

Efek gravitasi yang kuat selama kematian bintang berarti unsur berat yang tersisa bergerak menuju pusat sementara unsur yang lebih ringan seperti hidrogen atau helium naik ke lapisan atas. Mengingat suhu terik katai putih, yang terpanas memiliki atmosfer hidrogen. Saat bintang mendingin dari waktu ke waktu, mereka cenderung memiliki atmosfer helium.

Tapi tipikal katai putih tidak memiliki satu sisi bintang yang didedikasikan untuk satu elemen, dan sisi lainnya didominasi oleh elemen lainnya.

Sisa-sisa bintang yang tidak biasa ini pertama kali terdeteksi oleh Zwicky Transit Facility, yang terletak di Observatorium Palomar Caltech. Caiazzo menggunakan instrumen, yang memindai langit setiap malam, untuk melakukan survei baru-baru ini terhadap katai putih bermagnet tinggi ketika sebuah objek yang kecerahannya berubah dengan cepat muncul.

Pengamatan lanjutan dilakukan oleh Caiazzo dan timnya menggunakan instrumen CHIMERA Palomar, HiPERCAM yang terletak di Gran Telescopio Canarias di Kepulauan Canary Spanyol dan Observatorium WM Keck di Maunakea, Hawaii.

Ketiga observatorium menunjukkan bahwa Janus berputar pada porosnya setiap 15 menit – dan menunjukkan sifat dan komposisi bintang ganda. Para astronom menggunakan spektrometer untuk memisahkan cahaya katai putih menjadi panjang gelombang yang berbeda, yang mengungkap tanda kimiawi hidrogen di satu sisi dan helium di sisi lain.

Bintang tersebut memiliki suhu 62.540 derajat Fahrenheit (34.726 derajat Celcius), yang ditentukan oleh para peneliti dengan bantuan dari Observatorium Neil Gehrels Swift.

Para peneliti tidak sepenuhnya yakin mengapa sebuah bintang memiliki dua sisi yang sangat berbeda. Ada kemungkinan Janus sedang mengalami bentuk evolusi yang langka.

“Tidak semua, tapi beberapa katai putih bertransisi dari hidrogen menjadi helium yang mendominasi permukaannya,” kata Kiazo. “Kita mungkin menangkap katai putih sedang beraksi.”

Saat katai putih mendingin dari waktu ke waktu, material yang lebih berat dan lebih ringan dapat bercampur menjadi satu. Selama transisi ini, ada kemungkinan hidrogen menjadi encer di dalam, memungkinkan helium menjadi unsur dominan.

Jika ini terjadi di Janus, maka satu sisi bintang berevolusi sebelum sisi lainnya.

“Medan magnet di sekitar benda kosmik cenderung asimetris, atau lebih kuat di satu sisi,” kata Kaizu. Medan magnet dapat mencegah pencampuran bahan. Jadi, jika medan magnet lebih kuat di satu sisi, sisi itu akan memiliki lebih sedikit pencampuran dan karenanya lebih banyak hidrogen. ”

Kemungkinan lain adalah medan magnet menggeser tekanan dan kerapatan gas atmosfer ini di Janus.

“Medan magnet dapat menyebabkan tekanan gas yang lebih rendah di atmosfer, dan ini memungkinkan lautan hidrogen terbentuk di mana medan magnet paling kuat,” kata rekan penulis studi James Fuller, profesor astrofisika teoretis di Caltech, dalam sebuah pernyataan. “Kami tidak tahu teori mana yang benar, tapi kami tidak bisa memikirkan cara lain untuk menjelaskan aspek asimetris tanpa medan magnet.”

Tim akan terus mencari lebih banyak katai putih seperti Janus menggunakan Zwicky Transient Facility karena instrumen tersebut “sangat bagus dalam menemukan benda-benda aneh,” kata Kayazu.