天文学家首次发现白矮星，即死亡恒星的燃烧核心，这个宇宙家族中至少有一个成员是双面的。这颗白矮星的一面由氢组成，另一面由氦组成。
加州理工学院博士后学者伊拉里亚·卡亚佐(Ilaria Caiazzo)说:“白矮星的表面从一边到另一边完全改变了。”他领导了一项新研究，该研究结果发表在《自然》杂志上。“当我向人们展示我的观察结果时，他们都被震撼了。”
白矮星是曾经像太阳一样的恒星的灼热残骸。随着恒星年龄的增长，它们膨胀成红巨星;最终，它们外层蓬松的物质被吹走，它们的核心收缩成致密、炽热的白矮星。我们的太阳将在大约50亿年后演变成一颗白矮星。
这颗新发现的白矮星，绰号为两面的罗马过渡之神Janus，最初是由兹威基瞬变设备(ZTF)发现的，该设备每天晚上都在圣地亚哥附近的加州理工学院帕洛马天文台扫描天空。
Caiazzo一直在寻找高度磁化的白矮星，比如被称为ZTF J1901+1458的物体，她和她的团队之前使用ZTF发现了它。其中一个候选天体因其亮度的快速变化而引人注目，因此Caiazzo决定使用帕洛马的CHIMERA仪器以及西班牙加那利群岛加那利大望远镜上的HiPERCAM进行进一步调查。这些数据证实了Janus每15分钟绕其轴旋转一次。
随后在夏威夷莫纳克顶上的w·m·凯克天文台进行的观测揭示了白矮星戏剧性的双面性质。研究小组使用了一种名为分光仪的仪器，将白矮星发出的光传播成包含化学指纹的彩虹波长。数据显示，当物体的一侧进入视野时，存在氢(没有氦的迹象)，而当另一侧进入视野时，只有氦。
是什么原因导致一颗独自漂浮在太空中的白矮星有着如此截然不同的面孔?研究小组承认他们对此感到困惑，但已经提出了一些可能的理论。一种想法是，我们可能正在见证双子星经历一个罕见的白矮星进化阶段。
卡亚佐解释说:“不是所有的白矮星，但有些白矮星的表面由氢主导转变为氦主导。”“我们可能在行动中抓住了一颗这样的白矮星。”
白矮星形成后，较重的元素下沉到核心，而较轻的元素——氢是最轻的元素——浮到顶部。但随着时间的推移，随着白矮星冷却，这些物质被认为混合在一起。在某些情况下，氢被混合到内部并被稀释，使得氦变得更加普遍。Janus可能体现了这一过渡阶段，但一个紧迫的问题是:为什么过渡以如此脱节的方式发生，一方在另一方之前进化?
根据科学小组的说法，答案可能在于磁场。
“宇宙物体周围的磁场往往是不对称的，或者一侧更强，”Caiazzo解释说。“磁场可以阻止材料的混合。所以，如果一边的磁场更强，那一边的混合就会更少，从而产生更多的氢。”
该团队提出的另一种解释这两个面的理论也依赖于磁场。但在这种情况下，磁场被认为改变了大气气体的压力和密度。
“磁场可能会导致大气中的气体压力降低，这可能会在磁场最强的地方形成氢‘海洋’，”加州理工学院理论天体物理学教授詹姆斯·富勒(James Fuller)说。“我们不知道这些理论中哪一个是正确的，但我们想不出任何其他方法来解释没有磁场的不对称面。”
为了帮助解开这个谜团，研究小组希望通过ZTF的天空调查发现更多类似于janus的白矮星。“ZTF非常擅长发现奇怪的物体，”Caiazzo说。她说，未来的调查，比如由智利的维拉·c·鲁宾天文台进行的调查，应该会使发现可变白矮星变得更加容易。
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希望本篇文章《双面白矮星揭秘：一侧氢气，一侧氦气的奇特现象》能对你有所帮助！
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