La strana nana bianca ha due facce

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Cnn
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Gli astronomi hanno fatto una scoperta unica nel suo genere: una stella nana bianca con due facce completamente diverse.

Le nane bianche sono i resti di stelle morte e bruciate. Il nostro sole diventerà una nana bianca intorno a noi 5 miliardi di anni Dopo che si è gonfiata in una stella gigante rossa, ha espulso la sua materia esterna e, con solo il nucleo rimasto, si è ritirata in un residuo incandescente.

La nana bianca appena scoperta ha due facce, una fatta di idrogeno e l’altra di elio. I ricercatori hanno chiamato la stella Giano in onore del dio romano bifronte della transizione. Uno studio dettagliato dei risultati è stato pubblicato il 19 luglio sulla rivista Nature natura.

“La superficie della nana bianca si sposta completamente da un lato all’altro”, ha detto in una dichiarazione l’autrice principale dello studio Ilaria Caiazzo, ricercatrice post-dottorato in astronomia al Caltech. “Quando mostro alla gente gli appunti, sono sbalorditi.”

Le nane bianche sono incredibilmente dense, comprimendo una massa simile al nostro Sole in qualcosa di equivalente a un pianeta delle dimensioni della Terra.

Il forte effetto gravitazionale durante la morte di una stella fa sì che i rimanenti elementi pesanti si spostino verso il centro mentre gli elementi più leggeri come l’idrogeno o l’elio salgano verso lo strato superiore. Date le temperature torride delle nane bianche, le più calde hanno atmosfere di idrogeno. Man mano che le stelle si raffreddano nel tempo, tendono ad avere atmosfere di elio.

Ma le tipiche nane bianche non hanno un lato della stella dedicato a un elemento e l’altro dominato dall’altro.

L’insolito residuo stellare è stato rilevato per la prima volta dalla Zwicky Transit Facility, situata presso l’Osservatorio Palomar del Caltech. Caiazzo ha utilizzato lo strumento, che scansiona il cielo ogni notte, per effettuare una recente indagine sulle nane bianche altamente magnetizzate quando è apparso un oggetto che cambia rapidamente luminosità.

Le osservazioni di follow-up sono state effettuate da Caiazzo e dal suo team utilizzando lo strumento CHIMERA di Palomar, HiPERCAM situato presso il Gran Telescopio Canarias nelle Isole Canarie in Spagna e l’Osservatorio WM Keck a Maunakea, Hawaii.

Tutti e tre gli osservatori hanno mostrato che Janus ruotava sul proprio asse ogni 15 minuti e hanno mostrato la natura e la composizione della doppia stella. Gli astronomi hanno utilizzato uno spettrometro per separare la luce della nana bianca in diverse lunghezze d’onda, rivelando la firma chimica dell’idrogeno da un lato e dell’elio dall’altro.

La stella ha una temperatura di 62.540 gradi Fahrenheit (34.726 gradi Celsius), che i ricercatori hanno determinato con l’aiuto del Neil Gehrels Swift Observatory.

I ricercatori non sono del tutto sicuri del perché una stella abbia due lati molto diversi. È possibile che Giano stia attraversando una rara forma di evoluzione.

“Non tutte, ma alcune nane bianche passano dall’essere idrogeno all’elio che domina la loro superficie”, ha detto Kiazo. “Potremmo aver colto sul fatto una nana bianca”.

Man mano che una nana bianca si raffredda nel tempo, i materiali più pesanti e più leggeri possono mescolarsi insieme. Durante questa transizione, è possibile che l’idrogeno si diluisca all’interno, permettendo all’elio di diventare l’elemento dominante.

Se questo sta accadendo in Giano, allora un lato della stella si evolve prima dell’altro lato.

“I campi magnetici attorno ai corpi cosmici tendono ad essere asimmetrici, o più forti su un lato”, ha detto Kaizu. I campi magnetici possono impedire la miscelazione dei materiali. Quindi, se il campo magnetico è più forte da un lato, quel lato avrà meno miscelazione e quindi più idrogeno. ”

Un’altra possibilità è che i campi magnetici spostino la pressione e la densità di questi gas atmosferici su Giano.

“I campi magnetici possono portare a pressioni di gas più basse nell’atmosfera, e questo può consentire la formazione di oceani di idrogeno dove i campi magnetici sono più forti”, ha detto in una dichiarazione il coautore dello studio James Fuller, professore di astrofisica teorica al Caltech. “Non sappiamo quale di queste teorie sia corretta, ma non possiamo pensare a nessun altro modo per spiegare gli aspetti asimmetrici senza campi magnetici”.

Il team continuerà a cercare altre nane bianche come Janus usando la Zwicky Transient Facility perché lo strumento è “molto bravo a trovare oggetti strani”, ha detto Kayazu.