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科學家發現一顆異常的「雙面」白矮星,神秘力量正在「蠶食」這具恒星的尸骸
2023/07/27

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近日加州理工學院的科學家Ilaria Caiazzo等人在《自然》雜志上刊文稱,他們在宇宙中發現了一顆罕見的「雙面」白矮星。這顆白矮星的表面一半是氫,另一半是氦。

雙面」白矮星「雅努斯」。不對稱磁場導致的不對稱對流摧毀了它一側半球的氫層,并將大量氦從其內部帶上了表面。K. Miller / Caltech / IPAC

白矮星是類日恒星聚變停止后殘留的內核。和我們的太陽特點相似的恒星老化后,會先膨脹成紅巨星,然后外層大氣散失,內核收縮成一個熾熱的致密球體。這個球體就是白矮星。我們的太陽大約會在50億年后變成一顆白矮星。

新發現的這顆「雙面」白矮星被科學家戲稱為「雅努斯(Janus)」。Janus是古羅馬神話中看守門戶的雙面神,也是英語中表示一月的詞匯January的來源。

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研究人員在搜尋高度磁化的白矮星中發現,這顆白矮星的亮度會發生快速變化。數據顯示其自轉周期大約是15分鐘。而當人們分析了它的光譜之后發現,它的表面一半是氫,另一半是氦。

研究人員表示,「雅努斯」之所以會有「雙面」,可能是因為這顆白矮星正處于其演化過程中的一個罕見階段。

白矮星形成后,較重的元素會向它們的中心下沉,而較輕的元素,比如氫會「浮」在它們的頂層。但隨著時間的推移,白矮星漸漸冷卻,組成白矮星的物質會在對流的推動下趨于混合。

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在氫與內部物質混合較高的情況下,會有更多的氦被帶出表面,從而使得白矮星表面的氦特征變得更明顯。「雅努斯」可能正在在這樣一個轉變的過程中。

但是讓人感到奇怪的是,這種轉變在「雅努斯」身上的發生為何不是均勻和漸進的?究竟是什麼原因使它變成了「雙面」人?

研究人員認為,原因可能與「雅努斯」的磁場有關。

Caiazzo解釋說,天體的磁場通常會趨向于不對稱,也就是一側強于另一側。而磁場會妨礙物質的對流。如果「雅努斯」一側的磁場比另一側強,那麼它一側物質的混合程度就會比另一側低,從而導致一側表面的氫含量高于另一側。

除此之外,磁場還有可能改變白矮星表面大氣的壓力和密度,在磁場較強的地方聚集起更多的氫,從而使「雅努斯」一側的氫含量顯得較高。

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