Der frisch entdeckte Stern mit den zwei Gesichtern ist rund 1.300 Lichtjahre von der Erde entfernt. Wegen seiner zwei unterschiedlichen Seiten wurde er nach dem doppelgesichtigen römischen Gott des Übergangs "Janus" benannt. Bei dem Stern handelt es sich um einen sogenannten Weißen Zwerg. Davon gibt es unzählige, doch der nun entdeckte ist das erste bekannte Exemplar mit zwei verschiedenen Seiten. Die eine besteht aus Wasserstoff, die andere aus Helium.
Weiße Zwerge sind die glühenden Überreste von Sternen, die unserer Sonne ähneln. Wenn derartige Sterne alt werden und ihr Energievorrat zur Neige geht, blähen sie sich zunächst zu Roten Riesen auf. Dann blasen sie ihre äußere Hülle ins All. Zurück bleibt der Kern, der sich zu einem sehr dichten und heißen Weißen Zwerg zusammenzieht. Auch die Sonne wird einmal als Weißer Zwerg enden. Bis dahin dauert es allerdings noch etwa fünf Milliarden Jahre.
Gefunden wegen schwankender Helligkeit
Der Weiße Zwerg Janus wurde bei einer Durchmusterung des Himmels am Palomar-Observatorium des California Institute of Technology (Caltech) in der Nähe von San Diego entdeckt. Er fiel durch die schnelle Änderung seiner Helligkeit auf. Daraufhin wurde er mit Teleskopen unter anderem auf der Kanareninsel La Palma und Hawaii genauer beobachtet. Dabei zeigte sich: Janus dreht sich alle 15 Minuten um seine Achse. Mithilfe eines Spektrometers untersuchte das Forscher-Team das Licht des Weißen Zwergs, um daran seine chemische Zusammensetzung abzulesen. Wenn die eine Seite des Sterns zu sehen war, zeigten die Daten Wasserstoff an. Anzeichen von Helium gab es nicht. Geriet dagegen die andere Seite in den Blick, wurde hingegen nur Helium angezeigt.
Die Astronomen waren zunächst ratlos, warum der Stern zwei so unterschiedliche Gesichter hat. Einige mögliche Theorien haben sie dennoch entwickelt. Eine lautet: Janus durchläuft gerade eine seltene Phase in der Entwicklung eines Weißen Zwerges. Nicht alle haben nämlich irgendwann auf der Oberfläche mehr Helium als Wasserstoff. "Möglicherweise haben wir einen solchen Weißen Zwerg auf frischer Tat ertappt", erklärt die an der Studie beteiligte Astrophysikerin Ilaria Caiazzo.
Magnetfelder sorgen für Durchmischung
Nachdem ein Weißer Zwerg entstanden ist, sinken die schwereren chemischen Elemente in dessen Kern hinab. Leichtere Elemente wie Wasserstoff streben hingegen zur Oberfläche. Wenn ein Weißer Zwerg jedoch abkühlt, vermischen sich die Stoffe vermutlich miteinander. Der Wasserstoff wandert ins Innere und wird verdünnt, an der Oberfläche überwiegt Helium. Janus könnte gerade in dieser Übergangsphase sein. Bleibt aber die Frage: Warum geschieht dieser Übergang auf der einen Seite schneller als auf der anderen?
Die Antwort könnten nach Ansicht des Wissenschaftler-Teams Magnetfelder sein. "Magnetfelder um kosmische Körper sind in der Regel asymmetrisch oder auf einer Seite stärker", erklärt Caiazzo. "Magnetische Felder können die Vermischung von Stoffen verhindern. Wenn also das Magnetfeld auf einer Seite stärker ist, dann gibt es auf dieser Seite weniger Durchmischung und damit mehr Wasserstoff."
Eine andere Theorie, die das Team vorschlägt, um die beiden unterschiedlichen Seiten zu erklären, beruht ebenfalls auf Magnetfeldern. In diesem Szenario nehmen sie jedoch an, dass die Felder den Druck und die Dichte der atmosphärischen Gase verändern. "Die Magnetfelder könnten zu einem niedrigeren Gasdruck in der Atmosphäre führen. Das könnte die Bildung eines Wasserstoff-'Ozeans' dort ermöglichen, wo die Magnetfelder am stärksten sind", sagt Mitautor James Fuller, Professor für theoretische Astrophysik am Caltech. "Wir wissen nicht, welche dieser Theorien richtig ist, aber wir können uns keine andere Möglichkeit vorstellen, die asymmetrischen Seiten ohne Magnetfelder zu erklären.“ Um das Rätsel zu lösen, hofft das Team, bei der Himmelsdurchmusterung weitere Weiße Zwerge zu finden, die dem Stern Janus ähneln.
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