Astronomers Make Groundbreaking Discovery of Two-Faced White Dwarf Star
CNN – Astronomers have made a groundbreaking discovery – a white dwarf star with two completely different faces.
White dwarfs are the remnants of dead and burnt-out stars. Our Sun will become a white dwarf in about 5 billion years. After swelling into a red giant star, it will shed its outer material and shrink back to a glowing remnant with only its core remaining.
The newly discovered white dwarf has two faces, one made of hydrogen and the other made of helium. Researchers have named the star Janus, after the two-faced Roman god of transitions. A detailed study of the findings was published on July 19 in the journal Nature.
“The surface of the white dwarf shifts completely from one side to the other,” said study lead author Ilaria Caiazzo, a postdoctoral researcher in astronomy at Caltech, in a statement. “When I showed the record to people, they were amazed.”
White dwarfs are incredibly dense, compressing a mass similar to our Sun into something the size of Earth.
The strong gravitational effects during the death of a star cause heavier elements to move towards the center while lighter elements like hydrogen or helium rise to the upper layers. Given the scorching temperatures of white dwarfs, the hottest ones have a hydrogen atmosphere. As the stars cool over time, they tend to have a helium atmosphere.
However, typical white dwarfs do not have one side of the star dedicated to one element, with the other side dominated by another element.
The unusual remnants of a star were first detected by the Zwicky Transit Facility, located at the Palomar Observatory at Caltech. Caiazzo used the instrument, which scans the sky every night, to conduct a recent survey of high-magnetic white dwarfs when a rapidly changing brightness object appeared.
Further observations were conducted by Caiazzo and her team using the CHIMERA Palomar instrument, HiPERCAM located at the Gran Telescopio Canarias in the Canary Islands, Spain, and the WM Keck Observatory in Maunakea, Hawaii.
All three observatories revealed that Janus rotates on its axis every 15 minutes – and exhibits the nature and composition of a binary star. Astronomers used a spectrometer to separate the light from the white dwarf into different wavelengths, revealing the chemical signatures of hydrogen on one side and helium on the other.
The star has a temperature of 62,540 degrees Fahrenheit (34,726 degrees Celsius), as determined by the researchers with the help of the Neil Gehrels Swift Observatory.
The researchers are not entirely sure why a star has two very different sides. There is a possibility that Janus is undergoing a rare form of evolution.
“Not all, but some white dwarfs transition from hydrogen to helium dominating their surface,” said Caiazzo. “We might be catching white dwarfs in action.”
As white dwarfs cool over time, heavier and lighter materials can mix together. During this transition, hydrogen may become diluted inside, allowing helium to become the dominant element.
If this is happening in Janus, then one side of the star is evolving before the other.
Another possibility is that the magnetic field around the cosmic object is asymmetric, or stronger on one side. Magnetic fields can prevent the mixing of materials. So, if the magnetic field is stronger on one side, that side will have less mixing and therefore more hydrogen.
Another explanation is that the magnetic field shifts the pressure and density of the gas atmosphere on Janus.
This groundbreaking discovery of a two-faced white dwarf star opens up new possibilities for understanding the evolution and behavior of these celestial objects. Further research and observations will be conducted to unravel the mysteries of Janus and its unique characteristics.CNN - Para astronom telah membuat penemuan pertama dari jenisnya – bintang katai putih dengan dua wajah yang sama sekali berbeda. Penemuan ini dilaporkan dalam sebuah studi yang diterbitkan di jurnal Nature.
Katai putih adalah sisa-sisa bintang yang mati dan terbakar. Matahari kita diperkirakan akan menjadi katai putih dalam waktu sekitar 5 miliar tahun. Setelah membengkak menjadi bintang raksasa merah, Matahari akan meledakkan materi luarnya dan menyusut menjadi sisa yang membara.
Bintang katai putih yang baru ditemukan memiliki dua wajah yang berbeda, satu terbuat dari hidrogen dan yang lainnya terbuat dari helium. Para peneliti menamai bintang ini Janus, mengacu pada dewa transisi Romawi yang memiliki dua wajah. Penemuan ini dilakukan oleh para astronom menggunakan Zwicky Transit Facility dan instrumen CHIMERA Palomar, HiPERCAM di Kepulauan Canary Spanyol, dan Observatorium WM Keck di Maunakea, Hawaii.
Para peneliti menemukan bahwa Janus berputar pada porosnya setiap 15 menit dan menunjukkan sifat dan komposisi bintang ganda. Mereka 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.
Katai putih memiliki suhu yang sangat tinggi, sekitar 62.540 derajat Fahrenheit (34.726 derajat Celcius). Para peneliti juga mencatat bahwa medan magnet di sekitar bintang ini mungkin menjelaskan penampilan Janus yang tidak biasa. Medan magnet yang lebih kuat di satu sisi dapat mencegah pencampuran bahan, sehingga sisi tersebut memiliki lebih sedikit pencampuran dan lebih banyak hidrogen.
Para peneliti masih belum sepenuhnya memahami mengapa Janus memiliki dua sisi yang sangat berbeda. Namun, mereka berhipotesis bahwa ini mungkin terjadi karena Janus sedang mengalami bentuk evolusi yang langka. Selain itu, medan magnet juga dapat mempengaruhi tekanan dan kerapatan gas atmosfer di Janus.
Tim peneliti berencana untuk terus mencari lebih banyak katai putih seperti Janus menggunakan Zwicky Transit Facility karena instrumen tersebut terbukti sangat efektif dalam menemukan benda-benda aneh di alam semesta.
Penemuan ini memberikan wawasan baru tentang evolusi bintang katai putih dan membuka jalan bagi penelitian lebih lanjut tentang fenomena ini.
Proses evolusi yang jarang pada bintang Janus.”
Dan menyusut kembali menjadi sisa-sisa bercahaya dengan hanya inti yang tersisa.
Katai putih yang baru ditemukan memiliki dua wajah, satu terbuat dari hidrogen dan yang lain terbuat dari helium. Para peneliti telah menamai bintang ini Janus, sesuai dengan dewa Romawi berwajah dua yang melambangkan peralihan. Studi mendalam tentang temuan ini diterbitkan pada tanggal 19 Juli dalam jurnal Nature.
“Permukaan katai putih ini bergeser sepenuhnya dari satu sisi ke sisi yang lain,” kata penulis studi Ilaria Caiazzo, seorang peneliti pasca doktoral di bidang astronomi di Caltech, dalam sebuah pernyataan. “Ketika saya menunjukkan rekaman ini kepada orang-orang, mereka terkagum-kagum.”
Katai putih memiliki kepadatan yang luar biasa, mampu mengepakkan massa yang mirip dengan Matahari kita menjadi sesuatu yang berukuran sebesar Bumi.
Efek gravitasi yang kuat selama kematian sebuah bintang menyebabkan unsur-unsur yang lebih berat bergerak ke pusat sementara unsur-unsur yang lebih ringan seperti hidrogen atau helium naik ke lapisan atas. Karena suhu yang sangat tinggi dari katai putih, yang paling panas di antaranya memiliki atmosfer hidrogen. Saat bintang mendingin seiring berjalannya waktu, mereka cenderung memiliki atmosfer helium.
Namun, katai putih biasa tidak memiliki satu sisi yang didominasi oleh satu unsur, dengan sisi lain didominasi oleh unsur lain.
Sisa-sisa yang tidak biasa ini pertama kali terdeteksi oleh Zwicky Transit Facility, yang terletak di Observatorium Palomar di Caltech. Caiazzo menggunakan instrumen tersebut, yang memindai langit setiap malam, untuk melakukan survei terbaru terhadap katai putih bermagnet tinggi ketika sebuah objek yang berubah kecerahannya dengan cepat muncul.
Pengamatan lebih lanjut 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 tersebut mengungkapkan bahwa Janus berputar pada sumbunya setiap 15 menit – dan menunjukkan sifat dan komposisi bintang biner. Para astronom menggunakan spektrometer untuk memisahkan cahaya dari katai putih menjadi panjang gelombang yang berbeda, mengungkapkan tanda-tanda kimia hidrogen di satu sisi dan helium di sisi lain.
Bintang ini memiliki suhu 62.540 derajat Fahrenheit (34.726 derajat Celsius), sesuai dengan penelitian para peneliti dengan bantuan Observatorium Neil Gehrels Swift.
Para peneliti tidak sepenuhnya yakin mengapa sebuah bintang memiliki dua sisi yang sangat berbeda. Ada kemungkinan bahwa Janus sedang menjalani bentuk evolusi yang jarang.
“Tidak semua, tetapi beberapa katai putih mengalami transisi dari hidrogen menjadi helium yang mendominasi permukaannya, “kata Caiazzo. “Kita mungkin sedang menangkap
