Торн-Żytkow объект ( TZO или TZO ), также известная как гибридные звезды, является предположением , типа звезды , в котором красный гиганте или красный сверхгигант содержит нейтронную звезду по своей сути, формируется из столкновения гигантских с нейтронной звездой . Такие объекты были предложены Кипом Торном и Анной Житковой в 1977 году. [1] В 2014 году было обнаружено, что звезда HV 2112 является сильным кандидатом [2], но с тех пор это ставится под сомнение. [3]
Формирование
Объект Торна – Житкова образуется, когда нейтронная звезда сталкивается с другой звездой , обычно с красным гигантом или сверхгигантом. Встречающиеся объекты могут быть просто блуждающими звездами. Это возможно только в чрезвычайно переполненных шаровых скоплениях . В качестве альтернативы нейтронная звезда могла образоваться в двойной системе после того, как одна из двух звезд стала сверхновой . Поскольку ни одна сверхновая не является идеально симметричной , и поскольку энергия связи двойной изменяется с массой, потерянной в сверхновой, нейтронная звезда останется с некоторой скоростью относительно ее первоначальной орбиты. Этот толчок может привести к пересечению его новой орбиты со своим спутником, или, если его спутник является звездой главной последовательности , он может быть поглощен, когда его спутник превратится в красного гиганта. [4]
Как только нейтронная звезда входит в красный гигант, сопротивление между нейтронной звездой и внешними диффузными слоями красного гиганта заставляет орбиту двойной звездной системы распадаться, а нейтронная звезда и ядро красного гиганта вращаются внутрь по направлению друг к другу. В зависимости от их первоначального разделения этот процесс может занять сотни лет. Когда они наконец столкнутся, нейтронная звезда и ядро красного гиганта сольются. Если их совокупная масса превышает предел Толмена – Оппенгеймера – Волкова , то они оба схлопнутся в черную дыру . В противном случае они объединятся в одну нейтронную звезду. [ необходима цитата ]
Если нейтронная звезда и белый карлик сливаются, это может сформировать объект Торна – Житкова со свойствами переменной R Coronae Borealis . [5]
Характеристики
Поверхность нейтронной звезды очень горячая, ее температура превышает 10 9 К : она горячее, чем ядра всех звезд, кроме самых массивных. В этом тепле преобладает ядерный синтез в аккрецирующем газе или сжатие газа гравитацией нейтронной звезды. [6] [7] Из-за высокой температуры могут происходить необычные ядерные процессы, когда оболочка красного гиганта падает на поверхность нейтронной звезды. Водород может сливаться с образованием другой смеси изотопов, чем при обычном звездном нуклеосинтезе , и некоторые астрономы предположили, что быстрый нуклеосинтез протонов, который происходит при рентгеновских вспышках, также имеет место внутри объектов Торна-Житкова. [8]
Наблюдаемо, A Объект Торна-Житков может напоминать красный сверхгигант , [2] , или, если это достаточно горячим , чтобы сдуть богатого водородом поверхностных слоев, обогащенной азотом Вольфа-Райе (типа WN8). [9]
TZO, по оценкам , продолжительность жизни 10 5 -10 6 лет. Учитывая этот срок жизни, возможно, что в Млечном Пути в настоящее время существует от 20 до 200 объектов Торна-Житкова . [10]
Растворение
Было высказано предположение, что потеря массы в конечном итоге завершит стадию TŻO, а оставшаяся оболочка преобразуется в диск, что приведет к образованию нейтронной звезды с массивным аккреционным диском . [11] Эти нейтронные звезды могут образовывать популяцию изолированных пульсаров с аккреционными дисками. [11] Массивный аккреционный диск может также привести к коллапсу звезды, став звездным спутником нейтронной звезды. Нейтронная звезда также может накапливать достаточно материала, чтобы коллапсировать в черную дыру . [12]
История наблюдений
В 2014 году группа ученых под руководством Эмили Левеск заявила, что звезда HV 2112 имеет необычно высокое содержание таких элементов, как молибден и рубидий, а также светимость, превышающую в 100000 раз светимость Солнца. Поскольку оба являются ожидаемыми характеристиками объектов Торна – Житкова, это привело команду к предположению, что HV 2112 может быть первым открытием TZO. [2] Однако это утверждение было оспорено в статье Эммы Бисор с соавторами в 2018 году. В этой более поздней работе сравнение HV 2112 с другими звездами того же спектрального класса не показало никаких свидетельств необычных закономерностей обилия, в то время как светимость звезды была пересмотрена в сторону уменьшения. [3] Следовательно, теперь кажется более вероятным, что HV 2112 - яркая звезда AGB.
Список кандидатов в TO
Кандидат | Прямое восхождение | Склонение | Место расположения | Открытие | Заметки | Ссылки |
---|---|---|---|---|---|---|
HV 11417 | 01 ч 00 м 48.2 с | −72 ° 51 ′ 02,1 ″ | Тукана | 2019 г. | [3] | |
V595 Кассиопеи | 01 ч 43 м 02.72 с | + 56 ° 30 ′ 46,02 ″ | Кассиопея | 2002 г. | [13] | |
HV 2112 | 01 ч 10 м 03,87 с | −72 ° 36 ′ 52,6 ″ | Малое Магелланово Облако | 2014 г. | Этот объект считался сильным кандидатом в TŻO, но недавние исследования позволили предположить, что это, возможно, яркая звезда AGB. | [2] [3] |
И.О. Персей | 03 ч 06 м 47.27 с | + 55 ° 43 ′ 59,35 ″ | Персей | 2002 г. | [13] | |
К. Н. Кассиопеи | 00 ч 09 м 36,37 с | + 62 ° 40 ′ 04,12 ″ | Кассиопея | 2002 г. | [13] | |
U Водолеи | 22 ч 03 м 19.69 с | −16 ° 37 ′ 35,2 ″ | Водолей | 1999 г. | Эта звезда была внесена в каталог как переменная R Coronae Borealis . | [5] |
VZ Sagittarii | 18 ч 15 м 08,58 с | −29 ° 42 ′ 29,6 ″ | Стрелец | 1999 г. | Эта звезда была внесена в каталог как переменная R Coronae Borealis . | [5] |
Список кандидатов бывших TOs
Кандидат бывший TO | Прямое восхождение | Склонение | Место расположения | Открытие | Заметки | Ссылки |
---|---|---|---|---|---|---|
GRO J1655-40 | 16 ч 54 м 00,14 с | −39 ° 50 ′ 44,9 ″ | Скорпион | 1995 г. | Предполагается, что прародителем и звезды-компаньона, и черной дыры в этой системе был TŻO. | [12] |
Смотрите также
- Квазар
- Квази-звезда
Рекомендации
- ^ Торн, Кип С .; Житков, Анна Н. (15 марта 1977 г.). «Звезды с вырожденными нейтронными ядрами. I - Структура моделей равновесия». Астрофизический журнал . 212 (1): 832–858. Bibcode : 1977ApJ ... 212..832T . DOI : 10.1086 / 155109 .
- ^ а б в г Левеск, Эмили М .; Мэсси, Филипп; Zytkow, Anna N .; Моррелл, Нидия (2014). «Обнаружение кандидата в объект Торна – Житкова в Малом Магеллановом Облаке». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества: письма . 443 : L94 – L98. arXiv : 1406,0001 . Bibcode : 2014MNRAS.443L..94L . DOI : 10.1093 / mnrasl / slu080 . S2CID 119192926 . Краткое содержание - PhysOrg (4 июня 2014 г.).
- ^ а б в г Бисор, Эмма; Дэвис, Бен; Кабрера-Зири, Иван; Херст, Джорджия (2 июля 2018 г.). «Критическая переоценка кандидата на объект HV 2112 в Торн-Житков». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 479 (3): 3101–3105. arXiv : 1806.07399 . Bibcode : 2018MNRAS.479.3101B . DOI : 10.1093 / MNRAS / sty1744 . S2CID 67766043 .
- ^ Брандт, В. Ниль; Подсядловский, Филипп (май 1995 г.). «Влияние высокоскоростных сверхновых на орбитальные свойства и распределение двойных систем нейтронных звезд в небе». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 274 (2): 461–484. arXiv : astro-ph / 9412023 . Bibcode : 1995MNRAS.274..461B . DOI : 10.1093 / MNRAS / 274.2.461 . S2CID 119408422 .
- ^ а б в Vanture, Эндрю; Цукер, Дэниел; Валлерстайн, Джордж (апрель 1999 г.). "U Aquarii - объект Торн – Житков?" . Астрофизический журнал . 514 (2): 932–938. Bibcode : 1999ApJ ... 514..932V . DOI : 10.1086 / 306956 .
- ^ Эйх, Крис; Циммерман, Марк; Торн, Кип ; Житков, Анна Н. (ноябрь 1989 г.). «Звезды-гиганты и сверхгиганты с вырожденными нейтронными ядрами». Астрофизический журнал . 346 (1): 277–283. Bibcode : 1989ApJ ... 346..277E . DOI : 10.1086 / 168008 .
- ^ Кэннон, Роберт; Эгглтон, Питер; Житков, Анна Н .; Подсяловский, Филипп (февраль 1992 г.). «Строение и эволюция объектов Торна-Зыткова». Астрофизический журнал . 386 (1): 206–214. Bibcode : 1992ApJ ... 386..206C . DOI : 10.1086 / 171006 .
- ^ Кэннон, Роберт (август 1993). «Массивные объекты Торна – Житкова - структура и нуклеосинтез» . Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 263 (4): 817–838. Bibcode : 1993MNRAS.263..817C . DOI : 10.1093 / MNRAS / 263.4.817 .
- ^ Foellmi, C .; Моффат, AFJ (2002). "Являются ли пекулярные звезды Вольфа-Райе объектами Торна-Зиткова типа WN8?". В Шара, Майкл М. (ред.). Звездные столкновения, слияния и их последствия . Материалы конференции ASP. 263 . arXiv : astro-ph / 0607217 . Bibcode : 2002ASPC..263..123F . ISBN 1-58381-103-6.
- ^ Podsiadlowski, P .; Пушка, RC; Рис, MJ (май 1995 г.). «Эволюция и окончательная судьба массивных объектов Торн-Житкова» . Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 274 (2): 485–490. Bibcode : 1995MNRAS.274..485P . DOI : 10.1093 / MNRAS / 274.2.485 .
- ^ а б Мегетти, Сандро (1995). "Спин-вниз вариация в 6-секундном рентгеновском пульсаре 1E 1048.1-5937". Astrophysical Journal (опубликован в декабре 1995 г.). 455 : 598. Bibcode : 1995ApJ ... 455..598M . DOI : 10.1086 / 176607 .
- ^ а б Брандт, В. Ниль; Подсядловский, Филипп; Сигурэссон, Стейнн (1995). "О высокой космической скорости рентгеновского излучения Nova SCO 1994: значение для образования его черной дыры" . Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 277 (2): L35 – L40. Bibcode : 1995MNRAS.277L..35B . DOI : 10.1093 / MNRAS / 277.1.L35 .
- ^ а б в Кучнер, Марк Дж .; Вакил, Давид; Смит, Верн V .; Ламберт, Дэвид Л .; Плез, Бертран; Финни, Э. Стерл (30 мая - 2 июня 2000 г.). Шара, Майкл М. (ред.). Спектроскопический поиск массивных объектов Торна-Житкова (PDF) . Звездные столкновения, слияния и их последствия. Серия конференций ASP. 263 . Американский музей естественной истории, Нью-Йорк. С. 131–136. Bibcode : 2002ASPC..263..131K . ISBN 1-58381-103-6.