Αμέσως μετά την ανακάλυψη του νετρονίου το 1932, ένας από τους μεγαλύτερους φυσικούς της Σοβιετικής Ένωσης, ο Lev Davidovich Landau διατύπωσε την ιδέα των «άστρων νετρονίων», αντικειμένων με εξαιρετικά μεγάλη πυκνότητα και πολύ μικρό μέγεθος. Η πυκνότητα ενός τέτοιου άστρου είναι εκατοντάδες τρισεκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από την πυκνότητα του νερού, η ακτίνα του περίπου δέκα χιλιόμετρα και η βαρύτητα στην επιφάνειά του δισεκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από τη βαρύτητα της Γης. Ο Landau σκέφθηκε να χρησιμοποιήσει την ιδέα αυτή για να εξηγήσει την πηγή ενέργειας του Ήλιου και των συνηθισμένων άστρων…. Έτσι, φαντάστηκε ότι στην καρδιά του Ήλιου υπάρχει ένα μικρό άστρο νετρονίων (διαβάστε σχετικά ΕΔΩ: Ένα άστρο νετρονίων στην καρδιά του Ήλιου και ΕΔΩ: Η σπουδαιότερη εργασία του Οπενχάιμερ). Αν και η εργασία του Landau αποδείχθηκε λανθασμένη όσον αφορά τον Ήλιο, φαίνεται πιθανόν κάποια γιγαντιαία άστρα να τροφοδοτούνται ενεργειακά βάσει του μηχανισμού που διατύπωσε στην εργασία του ο Landau. Aυτά τα γιγαντιαία άστρα πιστεύεται ότι δημιουργούνται σε συστήματα διπλών αστέρων όταν το ένα άστρο καταρρεύσει και μετατραπεί σε αστέρα νετρονίων και αρκετά αργότερα πλησιάσει σπειροειδώς στο κέντρο του συνοδού του. Αυτά τα ιδιόμορφα αντικείμενα κατέληξαν να ονομάζονται «αντικείμενα Thorne–Zytkow», επειδή οι Kip Thorne και Anna Żytkow ήταν οι πρώτοι που υπολόγισαν λεπτομερώς την δομή τους [Kip S. Thorne, Anna N.Żytkow, (15 March 1977). «Stars with degenerate neutron cores. I – Structure of equilibrium models«, The Astrophysical Journal. 212 (1): 832–858A].
Μια νέα έρευνα αποκαλύπτει περιπλοκές στον προτεινόμενο τρόπο σχηματισμού των αντικειμένων Thorne–Zytkow.
Ο όρος «άστρο» περιλαμβάνει μια μεγάλη ποικιλία αντικειμένων, από τον γνώριμο ήλιο μας μέχρι τους υπεργίγαντες δεκάδες φορές μεγαλύτερης μάζας και εκατοντάδες φορές μεγαλύτερη. Ορισμένοι τύποι άστρων θεωρούνται μόνο, όπως αυτοί που περιέχουν τεράστιες ποσότητες σκοτεινής ύλης ή με πυρήνες που αποτελούνται από παράξενα κουάρκ. Ένα τέτοιο άστρο είναι το αντικείμενο Thorne-Zytkow, γνωστό και ως υβριδικό άστρο.
Τα αντικείμενα Thorne-Zytkow μπορεί να σχηματιστούν σε δυαδικά αστρικά συστήματα όταν το ένα άστρο καταβροχθίσει το άστρο νετρονίων-σύντροφό του. Λόγω της πιθανής δυαδικής προέλευσής τους, είναι πιθανό τα αντικείμενα Thorne-Zytkow να προκύπτουν σε δυαδικά συστήματα ακτίνων Χ που περιέχουν ένα άστρο νετρονίων που «ρουφάει» αέριο από τον συνοδό του σε έναν υπερθερμενόμενο δίσκο προσαύξησης.
Αφού καλυφθεί από τον σύντροφό του, το άστρο νετρονίων πιστεύεται ότι βυθίζεται στον πυρήνα του άστρου. Εκεί, υποτίθεται ότι ενεργοποιείται το περιβάλλον άστρο μέσω της συσσώρευσης και της πυρηνικής σύντηξης, δημιουργώντας ένα περίεργο μείγμα στοιχείων που διακρίνει ένα αντικείμενο Thorne-Zytkow σε σχέση με ένα συνηθισμένο άστρο.
Αυτή είναι η θεωρία. Όμως, σύμφωνα με μια πρόσφατη δημοσίευση [«Rethinking Thorne–Żytkow Object Formation: The Fate of X-Ray Binary LMC X-4 and Implications for Ultra-Long Gamma-Ray Bursts», Tenley Hutchinson-Smith et al 2024 ApJ 977 196], χρειάζεται περισσότερη δουλειά για να κατανοηθεί αν τα δυαδικά συστήματα ακτίνων Χ θα μπορούσαν πραγματικά να εξελιχθούν σε αντικείμενα Thorne-Zytkow. Ο πυρήνας αυτής της ερώτησης είναι πώς το ενσωματωμενο άστρο νετρονίων επηρεάζει τον σύντροφο που το έχει καταπιεί. Πόσο χρόνο θα διαρκεί η φάση Thorne–Zytkow; Θα μπορούσε το άστρο νετρονίων να παραμείνει στο κέντρο του συντρόφου του επ’ αόριστον, ή το άστρο νετρονίων τελικά αποκτά μάζα και καταρρέει σε μια μαύρη τρύπα;
Οι αστροφυσικοί της παραπάνω εργασίας χρησιμοποίησαν ως βάση της έρευνάς της το δυαδικό σύστημα ακτίνων Χ LMC X-4, το οποίο περιέχει ένα άστρο νετρονίων με μάζα 1,57 φορές και ένα βαρύτερο άστρο 18 ηλιακών μαζών. Τα άστρα είναι παγιδευμένα σε μια σφιχτή βαρυτική αγκαλιά, απέχουν μόνο 14 ηλιακές ακτίνες και περιφέρονται το ένα γύρω από το άλλο κάθε 1,4 ημέρες.
Χρησιμοποιώντας μια τρισδιάστατη προσομοίωση δυναμικής ρευστών, ο Hutchinson-Smith και οι συνεργάτες του παρακολούθησαν την εξέλιξη του LMC X-4 καθώς το πρωτεύον άστρο «κατάπινε» το αστέρι νετρονίων. Καθώς το άστρο νετρονίων κινούνταν σπειροειδώς προς το εσωτερικό, η ενέργεια που απελευθερώθηκε εκτόξευσε μόνο μια μικρή ποσότητα αερίου και το άστρο νετρονίων συσσώρευσε μόνο μια μικρή ποσότητα ύλης από το άστρο-συνοδό. Σε εκείνο το σημείο, ο σχηματισμός ενός αντικειμένου Thorne–Zytkow φαινόταν αναπόφευκτος, αλλά η συγχώνευση του αστέρα νετρονίων με τον πυρήνα του συνοδού άστρου έθεσε το σύστημα σε διαφορετική πορεία.
Καθώς το άστρο νετρονίων συγχωνεύτηκε με τον πυρήνα του συνοδού, προσέδωσε στροφορμή στον πυρήνα. Αυτό δημιούργησε έναν δίσκο προσαύξησης που τροφοδοτούσε το άστρο νετρονίων έως ότου κατέρρευσε σε μια μαύρη τρύπα. Η κατάρρευση εκτόξευσε έναν σχετικιστικό πίδακα και τροφοδοτούσε εκπομπή ακτίνων γάμμα που έμοιαζε με μια εξαιρετικά μεγάλη έκρηξη ακτίνων γάμμα. Η ανατροφοδότηση από τη συσσώρευση στη μαύρη τρύπα εκτίναξε σχεδόν όλο το αέριο περίβλημα, σταματώντας οριστικά τη βραχύβια φάση Thorne–Zytkow.
Έτσι, απέδειξαν ότι ένα αντικείμενο Thorne-Żytkow είναι απίθανο να προκύψει από την εξέλιξη ενός δυαδικού συστήματος ακτίνων Χ όπως το LMC X-4, αν και αυτή η εξέλιξη μπορεί να πάρει διαφορετική τροπή, προς την τροφοδότηση εξαιρετικά μεγάλων εκρήξεων ακτίνων γάμμα. Αυτό δείχνει ότι η συσσώρευση και η ανατροφοδότηση που οδηγούν στην κατάρρευση του άστρου νετρονίων και την εκτίναξη του αστρικού περιβλήματος πρέπει να ληφθούν υπόψη κατά την εξερεύνηση του σχηματισμού των αντικειμένων Thorne-Zytkow.
πηγή: https://aasnova.org/2025/01/31/testing-a-recipe-for-a-star-within-a-star/
Κατηγορίες:ΑΣΤΡΟΝΟΜΙΑ, ΑΣΤΡΟΦΥΣΙΚΗ, ΜΑΥΡΕΣ ΤΡΥΠΕΣ
physicsgg 
Σχολιάστε