天文学家首次探测到一颗白矮星，这是一颗死亡恒星的核心，令人惊讶的是，这个宇宙家族中的一员竟然是双面的。这颗白矮星的一侧由氢构成，而另一侧则是氦。
加州理工学院的博士后研究员伊拉里亚·卡亚佐(Ilaria Caiazzo)表示：“白矮星的表面从一侧到另一侧发生了完全的变化。”她领导的这项新研究成果已发表在《自然》杂志上。“当我向人们展示我的观察结果时，他们都感到震惊。”
白矮星是曾经像太阳一样的恒星的炽热遗骸。随着恒星的老化，它们会膨胀成红巨星；最终，它们的外层物质会被吹散，核心则收缩成致密而炽热的白矮星。我们的太阳将在大约50亿年后演变为一颗白矮星。
这颗新发现的白矮星被称为双面的罗马过渡之神Janus，最初是通过兹威基瞬变设备(ZTF)发现的，该设备每天晚上在加州理工学院帕洛马天文台附近的圣地亚哥扫描天空。
Caiazzo一直在寻找高度磁化的白矮星，例如被称为ZTF J1901+1458的天体，她和团队之前已经通过ZTF发现了它。由于其中一个候选天体的亮度变化迅速，Caiazzo决定使用帕洛马的CHIMERA仪器以及西班牙加那利群岛的加那利大望远镜上的HiPERCAM进行进一步研究。这些数据证实了Janus每15分钟旋转一次。
随后在夏威夷莫纳克顶的W·M·凯克天文台进行的观测揭示了这颗白矮星戏剧性的双面特性。研究团队使用了一种名为分光仪的设备，将白矮星发出的光分解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，则只有氦。
是什么原因导致这颗孤独漂浮在太空中的白矮星呈现如此截然不同的面貌？研究团队承认对此感到困惑，但已提出了一些可能的理论。一种观点是，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。
卡亚佐解释道：“并非所有白矮星，但有些白矮星的表面会从氢主导转变为氦主导。”“我们可能正好捕捉到了一颗这样的白矮星。”
白矮星形成后，较重的元素会沉降到核心，而较轻的元素——氢是最轻的元素——则浮到表面。但随着时间的推移，白矮星冷却，这些物质被认为会混合在一起。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可能正体现了这一过渡阶段，但一个紧迫的问题是：为什么这种过渡会以如此不协调的方式发生，一侧在另一侧之前进化？
根据科学团队的说法，答案可能与磁场有关。
“宇宙物体周围的磁场往往是不对称的，或者一侧更强，”Caiazzo解释道。“磁场可以阻止物质的混合。因此，如果一侧的磁场更强，那一侧的混合就会减少，从而产生更多的氢。”
该团队提出的另一种解释这两个面特性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中气体的压力和密度。
“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’，”加州理工学院的理论天体物理学教授詹姆斯·富勒(James Fuller)表示。“我们不知道这些理论中哪一个是正确的，但我们想不出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，研究团队希望通过ZTF的天空调查发现更多类似于Janus的白矮星。“ZTF非常擅长发现奇特的天体，”Caiazzo说。她表示，未来的调查，例如由智利的维拉·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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