Об'єкт Торна — Житков (англ. Thorne–Żytkow object, TŻO) — це гіпотетична зоря у гідростатичній рівновазі, у ядрі якої розташована нейтронна зоря. Назву об'єкт отримав за прізвищами астрономів Кіпа Торна та Анни Житков, які вперше описали такі зорі.
Теорії формування
Нейтронні зорі утворюються переважно в результаті вибуху наднових, коли зовнішня оболонка зорі-попередника викидається у міжзоряне середовище. Тому об'єкти Торна — Житков формуються не з однієї зорі, а лише за певних умов у подвійних зоряних системах. Астрономи припускають чотири канали формування таких об'єктів:
- Червоний гігант розширюється настільки сильно, що поглинає орбіту нейтронної зорі спільною оболонкою. За рахунок тертя нейтронна зоря уповільнює рух і падає до ядра червоного гіганта, витісняючи його. Однак, ймовірно, за рахунок акреції нейтронна зоря утворить такі сильні релятивістські струмені, що червоний гігант буде зруйновано задовго до злиття.
- Зіткнення нейтронної зорі з масивною зорею на головній послідовності у зоряному кластері високої щільності.
- Несиметричний вибух наднової швидко «заганяє» новонароджену нейтронну зорю у її компонент у подвійній зоряній системі.
- За рахунок обміну речовиною зменшується орбіта у рентгенівській подвійній зорі, яка складається з блакитного надгіганта та нейтронної зорі, до моменту, коли компактна зоря не потрапляє в атмосферу надгіганта.
За ще однією з теорій, злиття нейтронної зорі та білого карлика може утворити об'єкт Торна — Житков із характеристиками змінної типу R Північної Корони.
Теоретичні характеристики та пошук кандидатів
Об'єкти Торна — Житков можуть бути червоними гігантами або надгігантами з особливими характеристиками. Через наявність у ядрі такого об'єкта нейтронної зорі, яка має дуже високу температуру — понад 109 K (гарячіше за ядра всіх зір, крім наймасивніших), об'єкт підтримується або ядерним синтезом акретуючого газу, або його стисканням гравітацією нейтронної зорі, і всередині нього можуть відбуватися незвичайні термоядерні реакції. Вважається, що в результаті таких реакцій з ядерного горіння водню може утворюватись інша суміш ізотопів, ніж при звичайному зоряному нуклеосинтезі, утворюються великі кількості літію та елементів з R-процесу та P-процесу. Утім, неясно, чи переноситимуться такі елементи на поверхню зорі, де їх можна було б спостерігати. Деякі астрономи припускають, що Rp-процес, який трапляється під час спалахів рентгенівського випромінювання, також відбувається і всередині об'єктів Торна — Житков.
Теоретичні симуляції дають змогу припустити, що об'єкт Торна — Житков може еволюціонувати у джерело м'яких повторюваних гамма-сплесків або нестандартний рентгенівський пульсар. Водночас спалахи цієї вибухової зорі викликатимуться періодичною акрецією з диску, сформованого з раніше скинутої оболонки (англ. Fallback Disk) червоного гіганта.
Крім того, об'єкт Торна — Житков може еволюціонувати у багату на азот зорю Вольфа — Райє типу WN8. Передбачається, що такі особливі зорі Вольфа — Райє утворюються з червоних гігантів, у яких додаткові ядерні реакції, а також випущена потенціальна енергія здатні вивільнили стільки енергії, що потужний зоряний вітер усуває багаті воднем зовнішні шари атмосфери червоного гіганта.
Тривалість життя об'єкта Торна — Житков, імовірно, дуже коротка — до моменту поки нейтронна зоря завершить акретувати речовину колишнього ядра гостьової зорі і, перетнувши межу Оппенгеймера — Волкова, колапсує в чорну діру. Кількість об'єктів Торна — Житков у Чумацькому Шляху оцінюється у 20—200 зір, за припущення про тривалість життя у 100 000 — 1 000 000 років.
Жодних зір, які наукова більшість визнала б об'єктами Торна — Житков, досі не знайдено. Серед червоних гігантів кандидатами є зорі OH359.762+0.120 та з незвичайною хімічною частотою ізотопів 29Si та 30Si. Однак існують моделі еволюції зір, у яких такі хімічні характеристики можуть існувати без утворення об'єкта Торна — Житков. Альтернативні пояснення до визнання зорі об'єктом Торна — Житков існують і для зорі з незвичним хімічним складом — такий склад можна пояснити консервативною моделлю, що складається з над-AGB-зорі і збагачення її елементами при вибуху поруч наднової з колапсом ядра.
Припускається, що альтернативний доказ народження об'єкта Торна — Житков можна отримати з гравітаційних хвиль: під час народження такого об'єкта повинні випромінюватися хвилі з частотами між 10−5 та 0,1 Гц, з амплітудою, яка може бути зареєстрована сучасними детекторами гравітаційних хвиль у радіусі 10 парсек. Однак це означатиме доказовий результат лише раз на 500 років.
Примітки
- Thorne, K. S.; Zytkow, A. N. (1975). Red giants and supergiants with degenerate neutron cores. ApJ. Т. 199, № 2. с. L19—L24.
- X. W. Liu, R. X. Xu, G. J. Qiao, J. L. Han, Z. W. Han: The extremely long period X-ray source in RCW 103: a descendant of Thorne-Zytkow Object?. In: Astrophysics. Solar and Stellar Astrophysics. 2012 (arXiv:1207.4867v1).
- Oded Papish, Noam Soker, Inbal Bukay: Ejecting the envelope of red supergiant stars with jets launched by an inspiraling neutron star. In: Astrophysics. Solar and Stellar Astrophysics. 2014 (arXiv:1309.3925v3).
- Vanture, Andrew; Zucker, Daniel; Wallerstein, George (April 1999). U Aquarii a Thorne–Żytkow Object?. The Astrophysical Journal. 514 (2): 932—938. Bibcode:1999ApJ...514..932V. doi:10.1086/306956.
- Eich, Chris; Zimmerman, Mark; Thorne, Kip; Żytkow, Anna N. (November 1989). Giant and supergiant stars with degenerate neutron cores. The Astrophysical Journal. 346 (1): 277—283. Bibcode:1989ApJ...346..277E. doi:10.1086/168008.
- Cannon, Robert; Eggleton, Peter; Żytkow, Anna N.; Podsialowsky, Philip (February 1992). The structure and evolution of Thorne-Zytkow objects. The Astrophysical Journal. 386 (1): 206—214. Bibcode:1992ApJ...386..206C. doi:10.1086/171006.
- Kuchner, M. J., Vakil, D., Smith, V. V., Lambert, D. L., Plez, B., & Phinney, E. S.: A Spectroscopic Search for Massive Thorne-Zytkow Objects. In: Stellar Collisions, Mergers and their Consequences, ASP Conference Proceedings, Vol. 263. Edited by Michael M. Shara.. 263, 2002, , S. 131.
- Cannon, Robert (August 1993). Massive Thorne–Żytkow Objects – Structure and Nucleosynthesis. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 263 (4): 817. Bibcode:1993MNRAS.263..817C. doi:10.1093/mnras/263.4.817.
- Jing Wang, Hsiang-Kuang Chang: Neutron star high mass binaries as the origin of SGR/AXP. In: Astrophysics. Solar and Stellar Astrophysics. 2013 (arXiv:1307.5391v1).
- Foellmi, C. & Moffat, A. F. J.: Are Peculiar Wolf-Rayet Stars of Type WN8 Thorne-Zytkow Objects?. In: Stellar Collisions, Mergers and their Consequences, ASP Conference Proceedings, Vol. 263. Edited by Michael M. Shara.. 263, 2002, , S. A123.
- Podsiadlowski, P., Cannon, R. C., & Rees, M. J.: The evolution and final fate of massive Thorne-Zytkow objects. In: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 274, 1995, S. 485-490.
- van Paradijs, J., Spruit, H. C., van Langevelde, H. J., & Waters, L. B. F. M. (1995). Strategies for detecting Thorne-Zytkow objects. A&A. Т. 303. с. L25.
- Vanture, A.: Is U AQR a Thorne-Zytkow Object?. In: News Letter of the Astronomical Society of New York. 4, 1995, S. 6.
- Christopher A. Tout, Anna N. Zytkow, Ross P. Church, Herbert H. B. Lau: HV2112, a Thorne-Zytkow Object or a Super Asymptotic Giant Branch Star. In: Astrophysics. Solar and Stellar Astrophysics. 2014 (arXiv:1406.6064v1).
- Efrat Sabach, Noam Soker: A super asymptotic giant branch star enriched with calcium by a supernova as the origin of HV2112, rather than a Thorne-Zytkow Object. In: Astrophysics. Solar and Stellar Astrophysics. 2014 (arXiv:1410.1713v1).
- S.N. Nazin, K.A. Postnov (1995). Gravitational Radiation during Thorne-Zytkow object. A&A. Т. 303. с. 789.
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Ob yekt Torna Zhitkov angl Thorne Zytkow object TZO ce gipotetichna zorya u gidrostatichnij rivnovazi u yadri yakoyi roztashovana nejtronna zorya Nazvu ob yekt otrimav za prizvishami astronomiv Kipa Torna ta Anni Zhitkov yaki vpershe opisali taki zori Teoriyi formuvannyaNejtronni zori utvoryuyutsya perevazhno v rezultati vibuhu nadnovih koli zovnishnya obolonka zori poperednika vikidayetsya u mizhzoryane seredovishe Tomu ob yekti Torna Zhitkov formuyutsya ne z odniyeyi zori a lishe za pevnih umov u podvijnih zoryanih sistemah Astronomi pripuskayut chotiri kanali formuvannya takih ob yektiv Chervonij gigant rozshiryuyetsya nastilki silno sho poglinaye orbitu nejtronnoyi zori spilnoyu obolonkoyu Za rahunok tertya nejtronna zorya upovilnyuye ruh i padaye do yadra chervonogo giganta vitisnyayuchi jogo Odnak jmovirno za rahunok akreciyi nejtronna zorya utvorit taki silni relyativistski strumeni sho chervonij gigant bude zrujnovano zadovgo do zlittya Zitknennya nejtronnoyi zori z masivnoyu zoreyu na golovnij poslidovnosti u zoryanomu klasteri visokoyi shilnosti Nesimetrichnij vibuh nadnovoyi shvidko zaganyaye novonarodzhenu nejtronnu zoryu u yiyi komponent u podvijnij zoryanij sistemi Za rahunok obminu rechovinoyu zmenshuyetsya orbita u rentgenivskij podvijnij zori yaka skladayetsya z blakitnogo nadgiganta ta nejtronnoyi zori do momentu koli kompaktna zorya ne potraplyaye v atmosferu nadgiganta Za she odniyeyu z teorij zlittya nejtronnoyi zori ta bilogo karlika mozhe utvoriti ob yekt Torna Zhitkov iz harakteristikami zminnoyi tipu R Pivnichnoyi Koroni Teoretichni harakteristiki ta poshuk kandidativOb yekti Torna Zhitkov mozhut buti chervonimi gigantami abo nadgigantami z osoblivimi harakteristikami Cherez nayavnist u yadri takogo ob yekta nejtronnoyi zori yaka maye duzhe visoku temperaturu ponad 109 K garyachishe za yadra vsih zir krim najmasivnishih ob yekt pidtrimuyetsya abo yadernim sintezom akretuyuchogo gazu abo jogo stiskannyam gravitaciyeyu nejtronnoyi zori i vseredini nogo mozhut vidbuvatisya nezvichajni termoyaderni reakciyi Vvazhayetsya sho v rezultati takih reakcij z yadernogo gorinnya vodnyu mozhe utvoryuvatis insha sumish izotopiv nizh pri zvichajnomu zoryanomu nukleosintezi utvoryuyutsya veliki kilkosti litiyu ta elementiv z R procesu ta P procesu Utim neyasno chi perenositimutsya taki elementi na poverhnyu zori de yih mozhna bulo b sposterigati Deyaki astronomi pripuskayut sho Rp proces yakij traplyayetsya pid chas spalahiv rentgenivskogo viprominyuvannya takozh vidbuvayetsya i vseredini ob yektiv Torna Zhitkov Teoretichni simulyaciyi dayut zmogu pripustiti sho ob yekt Torna Zhitkov mozhe evolyucionuvati u dzherelo m yakih povtoryuvanih gamma spleskiv abo nestandartnij rentgenivskij pulsar Vodnochas spalahi ciyeyi vibuhovoyi zori viklikatimutsya periodichnoyu akreciyeyu z disku sformovanogo z ranishe skinutoyi obolonki angl Fallback Disk chervonogo giganta Krim togo ob yekt Torna Zhitkov mozhe evolyucionuvati u bagatu na azot zoryu Volfa Rajye tipu WN8 Peredbachayetsya sho taki osoblivi zori Volfa Rajye utvoryuyutsya z chervonih gigantiv u yakih dodatkovi yaderni reakciyi a takozh vipushena potencialna energiya zdatni vivilnili stilki energiyi sho potuzhnij zoryanij viter usuvaye bagati vodnem zovnishni shari atmosferi chervonogo giganta Trivalist zhittya ob yekta Torna Zhitkov imovirno duzhe korotka do momentu poki nejtronna zorya zavershit akretuvati rechovinu kolishnogo yadra gostovoyi zori i peretnuvshi mezhu Oppengejmera Volkova kolapsuye v chornu diru Kilkist ob yektiv Torna Zhitkov u Chumackomu Shlyahu ocinyuyetsya u 20 200 zir za pripushennya pro trivalist zhittya u 100 000 1 000 000 rokiv Zhodnih zir yaki naukova bilshist viznala b ob yektami Torna Zhitkov dosi ne znajdeno Sered chervonih gigantiv kandidatami ye zori OH359 762 0 120 ta z nezvichajnoyu himichnoyu chastotoyu izotopiv 29Si ta 30Si Odnak isnuyut modeli evolyuciyi zir u yakih taki himichni harakteristiki mozhut isnuvati bez utvorennya ob yekta Torna Zhitkov Alternativni poyasnennya do viznannya zori ob yektom Torna Zhitkov isnuyut i dlya zori z nezvichnim himichnim skladom takij sklad mozhna poyasniti konservativnoyu modellyu sho skladayetsya z nad AGB zori i zbagachennya yiyi elementami pri vibuhu poruch nadnovoyi z kolapsom yadra Pripuskayetsya sho alternativnij dokaz narodzhennya ob yekta Torna Zhitkov mozhna otrimati z gravitacijnih hvil pid chas narodzhennya takogo ob yekta povinni viprominyuvatisya hvili z chastotami mizh 10 5 ta 0 1 Gc z amplitudoyu yaka mozhe buti zareyestrovana suchasnimi detektorami gravitacijnih hvil u radiusi 10 parsek Odnak ce oznachatime dokazovij rezultat lishe raz na 500 rokiv PrimitkiThorne K S Zytkow A N 1975 Red giants and supergiants with degenerate neutron cores ApJ T 199 2 s L19 L24 X W Liu R X Xu G J Qiao J L Han Z W Han The extremely long period X ray source in RCW 103 a descendant of Thorne Zytkow Object In Astrophysics Solar and Stellar Astrophysics 2012 arXiv 1207 4867v1 Oded Papish Noam Soker Inbal Bukay Ejecting the envelope of red supergiant stars with jets launched by an inspiraling neutron star In Astrophysics Solar and Stellar Astrophysics 2014 arXiv 1309 3925v3 Vanture Andrew Zucker Daniel Wallerstein George April 1999 U Aquarii a Thorne Zytkow Object The Astrophysical Journal 514 2 932 938 Bibcode 1999ApJ 514 932V doi 10 1086 306956 Eich Chris Zimmerman Mark Thorne Kip Zytkow Anna N November 1989 Giant and supergiant stars with degenerate neutron cores The Astrophysical Journal 346 1 277 283 Bibcode 1989ApJ 346 277E doi 10 1086 168008 Cannon Robert Eggleton Peter Zytkow Anna N Podsialowsky Philip February 1992 The structure and evolution of Thorne Zytkow objects The Astrophysical Journal 386 1 206 214 Bibcode 1992ApJ 386 206C doi 10 1086 171006 Kuchner M J Vakil D Smith V V Lambert D L Plez B amp Phinney E S A Spectroscopic Search for Massive Thorne Zytkow Objects In Stellar Collisions Mergers and their Consequences ASP Conference Proceedings Vol 263 Edited by Michael M Shara 263 2002 ISBN 1 58381 103 6 S 131 Cannon Robert August 1993 Massive Thorne Zytkow Objects Structure and Nucleosynthesis Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 263 4 817 Bibcode 1993MNRAS 263 817C doi 10 1093 mnras 263 4 817 Jing Wang Hsiang Kuang Chang Neutron star high mass binaries as the origin of SGR AXP In Astrophysics Solar and Stellar Astrophysics 2013 arXiv 1307 5391v1 Foellmi C amp Moffat A F J Are Peculiar Wolf Rayet Stars of Type WN8 Thorne Zytkow Objects In Stellar Collisions Mergers and their Consequences ASP Conference Proceedings Vol 263 Edited by Michael M Shara 263 2002 ISBN 1 58381 103 6 S A123 Podsiadlowski P Cannon R C amp Rees M J The evolution and final fate of massive Thorne Zytkow objects In Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 274 1995 S 485 490 van Paradijs J Spruit H C van Langevelde H J amp Waters L B F M 1995 Strategies for detecting Thorne Zytkow objects A amp A T 303 s L25 Vanture A Is U AQR a Thorne Zytkow Object In News Letter of the Astronomical Society of New York 4 1995 S 6 Christopher A Tout Anna N Zytkow Ross P Church Herbert H B Lau HV2112 a Thorne Zytkow Object or a Super Asymptotic Giant Branch Star In Astrophysics Solar and Stellar Astrophysics 2014 arXiv 1406 6064v1 Efrat Sabach Noam Soker A super asymptotic giant branch star enriched with calcium by a supernova as the origin of HV2112 rather than a Thorne Zytkow Object In Astrophysics Solar and Stellar Astrophysics 2014 arXiv 1410 1713v1 S N Nazin K A Postnov 1995 Gravitational Radiation during Thorne Zytkow object A amp A T 303 s 789