Rubrika: Vesmírné objekty

Objekt Thorne–Żytkow. Nejzvláštnější hvězda, jakou mohla astrofyzika předpovědět

Představte si hvězdu, která vypadá jako obyčejný červený veleobr. Uvnitř však nemá jaderný reaktor z horkého plazmatu, ale extrémně kompaktní neutronovou hvězdu. Právě takový objekt předpověděli v sedmdesátých letech fyzik Kip Thorne a polská astronomka Anna Żytkow. Pokud existuje, jde o jedinečnou kombinaci dvou extrémních stavů hmoty a možnou laboratoř pro syntézu těžkých prvků.

Jak může vzniknout hvězda s neutronovým jádrem

Objekt Thorne–Żytkow vzniká v hustých hvězdokupách, kde jsou srážky a těsné interakce mezi hvězdami časté. Když se v binárním systému jedna hvězda zhroutí do neutronové hvězdy a druhá mezitím nabobtná do červeného veleobra, může dojít k výjimečné události. Neutronová hvězda se začne spirálově propadat do obálky veleobra. Pokud nepohltí celou hvězdu, zastaví se v jejím nitru.

Vznikne tak exotický hybrid. Zvenku připomíná ochablý červený veleobr. Uvnitř však spočívá neutronová hvězda, která dál existuje za podmínek extrémního tlaku a teploty. Okolní plazma na ni padá a ohřívá se na teploty, které jsou pro běžné hvězdy nedosažitelné.

Co dělá objekt Thorne–Żytkow výjimečným

Podle původní práce Thorne a Żytkow vznikají v těchto objektech prvky, které se běžně tvoří pouze v supernovách nebo neutronových hvězdách. Jde například o rubidium, stroncium nebo molybden. Tyto prvky mohou být vyvrhovány do mezihvězdného prostředí a ovlivňovat chemickou evoluci galaxií.

Hvězda s neutronovým jádrem tak může být zdrojem těžkých prvků, které na Zemi pozorujeme ve stopových množstvích. Zároveň jde o přímý test chování hmoty v podmínkách, které jsou mimo dosah pozemských experimentů.

Mají tyto objekty reálné kandidáty

V roce 2014 označil tým Emily Levesque hvězdu HV 2112 v Malém Magellanově oblaku za možného kandidáta objektu Thorne–Żytkow. Spektrum této hvězdy obsahovalo abnormálně vysoké množství rubidia a molybdenu. Pozdější práce však upozornily, že některé signály mohou být ovlivněny chybami měření nebo jinými procesy v atmosféře hvězdy.

Dnes se HV 2112 stále řadí mezi zajímavé kandidáty, ale ne jako potvrzený objekt. Jednoznačný důkaz by vyžadoval přesné spektrum v široké vlnové oblasti a potvrzení charakteristických jaderných reakcí, které se mají odehrávat uvnitř tohoto typu hvězd.

Jak takový objekt může zaniknout

Pokud neutronová hvězda uvnitř veleobra začne příliš rychle růst akrecí hmoty, může dosáhnout kritické hmotnosti a zhroutit se do malé černé díry. V takovém případě se hvězda zhroutí s ní. Druhá možnost je méně dramatická. Veleobr postupně odhodí obálku a zůstane pouze neutronová hvězda. Tento scénář je podobný vývoji běžných binárních systémů, jen s mnohem extrémnější historií.

Objekt Thorne–Żytkow je tak pravděpodobně dočasný jev. Ve vesmíru může existovat jen krátkou dobu. Proto je jeho objev tak cenný. Nabízí možnost vidět fyziku, která se odehrává uvnitř hvězd za hranicí známých modelů.

Oficiální zdroje a odborná literatura

• Thorne and Żytkow 1975. Theoretical prediction of hybrid stars
• Further models of Thorne–Żytkow objects
• Levesque et al. 2014. Candidate TŻO HV 2112 in the SMC
• NASA ADS: databáze publikací o TŻO