天文學家首見雙面孤星! 白矮星「一面是氫一面是氦」超奇特

▲▼加州理工學院的天文學家最近發現了一顆一面由氫組成,另一面卻由氦構成的白矮星。(圖/翻攝自加州理工學院官網)

▲加州理工學院的天文學家最近發現了一顆一面由氫組成,另一面卻由氦構成的白矮星。(圖/翻攝自加州理工學院官網)

文/中央社洛杉磯19日綜合外電報導

英國「衛報」(The Guardian)報導,天文學家發現一顆雙面恆星,這顆白矮星一面看似幾乎全由氫組成,另一面由氦構成,這樣的奇特外表令天文學家感到困惑。

美國加州理工學院(Caltech)天體物理學家卡亞佐(Ilaria Caiazzo)說:「這顆白矮星表面的兩側出現截然不同的變化。當我向大家展示觀測結果時,他們都感到很驚奇。」這是天文學家首次發現天空中有一顆兩面形成鮮明對比的孤星。

根據發表於「自然」(Nature)期刊的研究結果,這顆雙面恆星位於距1000多光年外的天鵝座(Cygnus)內,暱稱是雅努斯(Janus),名字取自象徵轉換的羅馬雙面神,正式學名是ZTF J203349.8+322901.1。

這顆白矮星起初是由「茲威基瞬變探測器」(Zwicky Transient Facility)發現的。茲威基瞬變探測器是一種儀器,每晚會自聖地牙哥附近的加州理工學院巴洛馬天文台(Palomar Observatory)掃描天空。

卡亞佐搜尋白矮星時,有一顆候選恆星因為亮度迅速變化而脫穎而出。研究人員進一步觀測發現,雅努斯每15分種就會繞著自己的軸心旋轉。測出恆星化學足跡的光譜測量顯示,這個物體的一面幾乎全都由氫組成,另一面幾乎全由氦構成。

如果近距離觀測,可發現這枚恆星的兩面都是偏藍色,亮度也雷同,但幾乎全為氦的那面跟太陽一樣,看起來有顆粒狀、像是拼湊而成,而幾乎全由氫組成那面看起來較為平順光滑。

這顆恆星的外表是由旋轉的氣體組成,因此很難解釋其兩面性質。其中一種說法是,雅努斯可能在歷經罕見的轉變,這種轉變曾被預測會發生在白矮星演化過程中。

白矮星是紅巨星消耗完燃料後的殘留物。隨著年齡增加,恆星會膨脹變成紅巨星。最後,鬆散的外部物質會被吹散,核心則收縮成稠密、炙熱、高溫的白矮星,質量大約跟我們的太陽相同,但體積只有地球般大。

這顆恆星的強烈重力場導致更重的元素沉向核心,更輕的元素飄浮起來,創造出兩層大氣,底層是氦氣,上層為薄薄的一層氫氣。

卡亞佐說:「只有一些白矮星的表面會從主要為氫氣轉變到主要由氦氣組成。我們可能捕捉到一個正在經歷這種轉變的白矮星。」

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