El objeto Thorne-Zhitkov ( ing. Thorne-Żytkow object -TŻO; en la literatura en ruso a veces se lo denomina objeto Landau-Thorn-Zhitkov [1] en honor a Lev Landau ) es un objeto estelar hipotético: una gigante roja (10–15 M ⊙ [2] ) o una supergigante (con un radio de varias AU , baja temperatura y luminosidad de 10 5 L ⊙ [2] ) con una estrella de neutrones (masa de más de 1,4 M ⊙ [2] ) como el núcleo - un posible resultado de la fusión de los componentes de un sistema binario masivo en el escenario con un caparazón común [3] .
La existencia de tales objetos fue sugerida por Kip Thorne y Anna Zhitkow ( en:Anna N. Żytkow ) en 1977 [4] . Se han propuesto varios objetos como candidatos para tales sistemas (p. ej., U Aquarius [5] , RCW 103 [6] ), pero ninguno de ellos ha sido confirmado. En junio de 2014, hubo informes sobre el descubrimiento de la primera estrella de este tipo: HV 2112 [7] [8] , que fueron refutados en 2018, pero en su lugar se propuso una nueva candidata: HV 11417 [9] [10] .
Hay dos formas de formar un objeto Thorne-Zhitkow. En el primer caso, se forma cuando una estrella de neutrones choca con una estrella, generalmente una gigante roja o supergigante . Los objetos que chocan pueden ser simplemente estrellas errantes. Este escenario es muy poco probable, pero se puede realizar en cúmulos globulares muy densos .
Otra forma, más probable, se implementa en un sistema binario . Por ejemplo, una estrella de neutrones se formó antes que su compañera estelar más masiva en una explosión de supernova . Dado que la explosión de la supernova no es perfectamente simétrica, la estrella de neutrones puede disminuir su velocidad orbital y moverse a una órbita más baja que la original. Esto podría causar que la nueva órbita de la estrella de neutrones se cruce con su compañera o, si su compañera es una estrella de secuencia principal , podría entrar en las capas externas de la compañera cuando se convierte en una gigante roja [11] .
Tan pronto como la estrella de neutrones entre en las capas exteriores de la gigante roja, comenzará a disminuir notablemente su velocidad , a pesar de que el caparazón de la gigante roja que se está inflando está muy enrarecido, y la estrella de neutrones comenzará a girar en espiral hacia el núcleo de la gigante roja. gigante, acumulando simultáneamente sobre sí mismo la sustancia de la estrella moribunda.
Dependiendo de su distancia inicial, este proceso puede llevar cientos o miles de años. Cuando finalmente colisionen, la estrella de neutrones y el núcleo de la gigante roja se fusionarán. Si su masa total supera el límite de Oppenheimer-Volkov , colapsarán en un agujero negro y una explosión de supernova dispersará las capas exteriores de la estrella. De lo contrario, ambos objetos se fusionarán en una sola estrella de neutrones. La temperatura de la superficie de una estrella de neutrones es muy alta, más de 10 9 K. Esta temperatura puede desencadenar la fusión en un disco de gas acumulado. La compresión de gas bajo la acción de la gravedad de una estrella de neutrones también puede conducir a un resultado similar [12] [13] . Debido a la alta temperatura y la enorme gravedad, pueden ocurrir procesos termonucleares extremadamente inusuales en la superficie de una estrella de neutrones que cae . El hidrógeno puede fusionarse no sólo en helio , como sucede en la nucleosíntesis estelar convencional , sino que también puede producir mezclas muy inusuales de isótopos . Hay sugerencias de que el proceso rp , que ocurre durante las explosiones de supernovas, también ocurre dentro de los objetos Thorn-Zhitkov [14] .
Los objetos Thorn-Zhitkow son relativamente raros por dos razones: en primer lugar, solo pueden formarse en un sistema binario cerrado masivo y, en segundo lugar, son solo una etapa en la evolución de tales sistemas, que dura poco tiempo (toma alrededor de 1000). años para que la estrella de neutrones llegue al núcleo y alrededor de 1 mes para que tenga lugar el proceso de su fusión [2] ). El esquema de la evolución de las estrellas en un sistema binario cerrado masivo , que inicialmente consta de dos estrellas de tipos espectrales OB , se puede representar de la siguiente manera [1] :
Se cree [2] que los objetos Thorne-Zhitkov se forman a un ritmo de 1/500-1/1000 por año en nuestra Galaxia , que tiene una masa de 10 11 masas solares . Estos datos permiten calcular que se forman más de 30 objetos Thorn-Zhitkov por año en una región del espacio con un radio de 30 Mpc .
En manifestaciones observacionales, el objeto Thorne-Zhitkov puede parecerse a una supergigante roja completamente convectiva [1] o, si está lo suficientemente caliente, a estrellas de tipo Wolf-Rayet ricas en nitrógeno (tipo WN8). Dichos objetos también deben tener altas velocidades espaciales y grandes altitudes z sobre el plano galáctico, ya que se formaron en un sistema binario que experimentó una explosión de supernova [1] .