Объект Торна — Житков

Поделись знанием:
Перейти к: навигация, поиск

Объе́кт То́рна — Жи́тков (англ. Thorne — Żytkow object — TŻO; в русскоязычной литературе иногда обозначается как объект Ландау — Торна — Житков[1] в честь Льва Ландау) — гипотетический звёздный объект: красный гигант (10—15M☉[2]) или сверхгигант (с радиусом в несколько а. е., низкой температурой и светимостью 105L☉[2]) с нейтронной звездой (масса более 1,4M☉[2]) в качестве ядра — возможный результат слияния компонентов массивной двойной системы на стадии с общей оболочкой[3].

Существование подобных объектов предположили Кип Торн и Анна Житков (Anna Żytkow) в 1977 году[4]. В качестве кандидатов в подобные системы были предложены несколько объектов (например, U Водолея[5], RCW 103[6]), но ни один из них не был подтверждён. В июне 2014 года появились сообщения об открытии первой звезды такого типа — HV 2112[7][8].

Считается[2], что объекты Торна — Житков формируются с темпом 1/500—1/1000 в год в нашей Галактике, имеющей массу 1011 масс Солнца. Эти данные позволяют рассчитать, что в области пространства радиусом 30 Мпк в год образуются более 30 объектов Торна — Житков.

Существует два способа формирования объекта Торна — Житков. В первом случае он образуется, когда нейтронная звезда сталкивается со звездой, как правило, красным гигантом или сверхгигантом. Сталкивающиеся объекты могут быть просто блуждающими звездами. Этот сценарий очень маловероятен, но он может реализоваться в очень плотных шаровых скоплениях.

Другой, более вероятный способ реализуется в двойной системе. Например, нейтронная звезда сформировалась раньше своего компаньона из более массивной звезды при взрыве сверхновой. Так как взрыв сверхновой не является абсолютно симметричным, нейтронная звезда может уменьшить свою скорость обращения и перейти на более низкую орбиту по отношению к своей первоначальной. Это может привести к тому, что новая орбита нейтронной звезды станет пересекаться с её компаньоном, или, если её компаньон — звезда главной последовательности, она может войти во внешние слои компаньона, когда он станет превращаться в красного гиганта[9].

Как только нейтронная звезда войдёт во внешние слои красного гиганта, она начнёт заметно тормозиться, даже несмотря на то, что оболочка раздувающегося красного гиганта очень разрежена, и нейтронная звезда по спирали начнёт приближаться к ядру красного гиганта, попутно аккрецируя на себя вещество умирающей звезды.

В зависимости от их первоначального расстояния, этот процесс может занять сотни и тысячи лет. Когда они, наконец, столкнутся, нейтронная звезда и ядро красного гиганта сольются. Если их суммарная масса превысит предел Оппенгеймера — Волкова, то они сколлапсируют в чёрную дыру, а взрыв сверхновой рассеет внешние слои звезды. В противном случае оба объекта сольются в единую нейтронную звезду. Температура поверхности нейтронной звезды очень высокая — более 109К. Эта температура может спровоцировать термоядерный синтез в диске аккрецирующего газа. К подобному результату может привести и сжатие газа под действием силы тяжести нейтронной звезды[10][11]. Из-за высокой температуры и огромной силы тяжести, на поверхности падающей нейтронной звезды могут происходить крайне необычные термоядерные процессы. Водород может сливаться не просто в гелий, как это происходит при обычном звёздном нуклеосинтезе, но производить очень необычные смеси изотопов. Существуют предположения, что rp-процесс, который происходит при взрыве сверхновых, также происходит внутри объектов Торна — Житков[12].

Объекты Торна — Житков являются относительно редкими по двум причинам: во-первых, они могут образовываться только в массивной тесной двойной системе, а во-вторых, они являются только стадией эволюции подобных систем, которая сама по себе длится недолгое время (требуется примерно 1000 лет, чтобы нейтронная звезда достигла ядра и примерно 1 месяц, чтобы произошел процесс их слияния[2]). Схему эволюции звёзд в массивной тесной двойной системе, изначально состоящей из двух звёзд спектральных классов ОВ, можно представить в следующем виде[1]:

  1. OB1+OB2 →
  2. Звезда Вольфа — Райе (WR1)+OB2 →
  3. взрыв как сверхновая звезда WR1+OB2 →
  4. релятивистский объект (С1)+OB2 →
  5. С1+WR2 (или одиночный объект Торна — Житков)→
  6. взрыв звезды WR2 как сверхновой →
  7. два релятивистских объекта (С1+С2)[1].

В наблюдательных проявлениях объект Торна — Житков может напоминать полностью конвективный красный сверхгигант[1], или, если он достаточно горяч, богатые азотом звезды типа Вольфа — Райе (тип WN8). Подобные объекты также должны обладать большими пространственными скоростями и иметь большие высоты z над галактической плоскостью, поскольку они образовались в двойной системе, испытавшей взрыв сверхновой[1].



См. также

Напишите отзыв о статье "Объект Торна — Житков"

Примечания

  1. ↑ 1 2 3 4 5 А.М.ЧЕРЕПАЩУК. [www.astronet.ru/db/msg/1171340 Тесные двойные звезды на поздних стадиях эволюции] (рус.). [www.astronet.ru/ Astronet]. [www.webcitation.org/6JPXyQMNo Архивировано из первоисточника 5 сентября 2013].
  2. ↑ 1 2 3 4 5 Karl Jablonowski. [cow.physics.wisc.edu/~ogelman/guide/tz/ Thorne-Zytkow Objects] (англ.). Висконсинский университет в Мадисоне. [www.webcitation.org/6JPY3N82R Архивировано из первоисточника 5 сентября 2013].
  3. ↑ С. Б. Попов, М. Е. Прохоров. [www.astronet.ru/db/varstars/msg/1201862/node5.html Популяционный синтез тесных двойных] (рус.). Популяционный синтез в астрофизике. [www.astronet.ru/ Astronet]. [www.webcitation.org/6JPXzpCro Архивировано из первоисточника 5 сентября 2013].
  4. ↑ Thorne, Kip; Żytkow, Anna (March 1977). «Stars with degenerate neutron cores. I – Structure of equilibrium models». The Astrophysical Journal 212 (1): 832–858. DOI:10.1086/155109. Bibcode: [adsabs.harvard.edu/abs/1977ApJ...212..832T 1977ApJ...212..832T]. (англ.)
  5. ↑ Vanture, Andrew; Zucker, Daniel; Wallerstein, George (April 1999). «U Aquarii a Thorne–Żytkow Object?». The Astrophysical Journal 514 (2): 932–938. DOI:10.1086/306956. Bibcode: [adsabs.harvard.edu/abs/1999ApJ...514..932V 1999ApJ...514..932V]. (англ.)
  6. ↑ X. W. Liu, R. X. Xu, G. J. Qiao, J. L. Han, Z. W. Han, X. D. Li, E. P. J. van den Heuvel. [arxiv.org/abs/1207.4687 The extremely long period X-ray source in a young supernova remnant: a Thorne-Zytkow Object descendant?] (англ.). arXiv.org (19 июля 2012).
  7. ↑ Александр Федоров. [www.km.ru/science-tech/2014/06/10/issledovaniya-rossiiskikh-i-zarubezhnykh-uchenykh/742147-astronomy-obnaruzhi Астрономы обнаружили первый объект Торна - Житков – необычный тип гибридной звезды]. Km.ru (10 июня 2014). Проверено 12 июня 2014.
  8. ↑ University of Colorado at Boulder [www.sciencedaily.com/releases/2014/06/140604115117.htm Astronomers discover first Thorne-Zytkow object, a bizarre type of hybrid star] (англ.). — Science Daily (англ.)русск., 4 June 2014.
  9. ↑ Brandt, Niel; Podsiadlowski, Philipp (May 1995). «[adsabs.harvard.edu/abs/1995MNRAS.274..461B The effects of high-velocity supernova kicks on the orbital properties and sky distributions of neutron-star binaries]». Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 274 (2): 461–484. Bibcode: [adsabs.harvard.edu/abs/1995MNRAS.274..461B 1995MNRAS.274..461B]. (англ.)
  10. ↑ Eich, Chris; Zimmerman, Mark; Thorne, Kip; Żytkow, Anna (November 1989). «Giant and supergiant stars with degenerate neutron cores». The Astrophysical Journal 346 (1): 277–283. DOI:10.1086/168008. Bibcode: [adsabs.harvard.edu/abs/1989ApJ...346..277E 1989ApJ...346..277E]. (англ.)
  11. ↑ Cannon, Robert; Eggleton, Peter; Żytkow, Anna; Podsialowsky, Philip (February 1992). «The structure and evolution of Thorne-Zytkow objects». Astrophysical Journal 386 (1): 206–214. DOI:10.1086/171006. Bibcode: [adsabs.harvard.edu/abs/1992ApJ...386..206C 1992ApJ...386..206C]. (англ.)
  12. ↑ Cannon, Robert (August 1993). «[adsabs.harvard.edu/abs/1993MNRAS.263..817C Massive Thorne–Żytkow Objects – Structure and Nucleosynthesis]». Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 263 (4): 817. Bibcode: [adsabs.harvard.edu/abs/1993MNRAS.263..817C 1993MNRAS.263..817C]. (англ.)

Отрывок, характеризующий Объект Торна — Житков

Дорога расчистилась, и Пьер сошел под гору и поехал дальше.
Пьер ехал, оглядываясь по обе стороны дороги, отыскивая знакомые лица и везде встречая только незнакомые военные лица разных родов войск, одинаково с удивлением смотревшие на его белую шляпу и зеленый фрак.
Проехав версты четыре, он встретил первого знакомого и радостно обратился к нему. Знакомый этот был один из начальствующих докторов в армии. Он в бричке ехал навстречу Пьеру, сидя рядом с молодым доктором, и, узнав Пьера, остановил своего казака, сидевшего на козлах вместо кучера.
– Граф! Ваше сиятельство, вы как тут? – спросил доктор.
– Да вот хотелось посмотреть…
– Да, да, будет что посмотреть…
Пьер слез и, остановившись, разговорился с доктором, объясняя ему свое намерение участвовать в сражении.
Доктор посоветовал Безухову прямо обратиться к светлейшему.
– Что же вам бог знает где находиться во время сражения, в безызвестности, – сказал он, переглянувшись с своим молодым товарищем, – а светлейший все таки знает вас и примет милостиво. Так, батюшка, и сделайте, – сказал доктор.
Доктор казался усталым и спешащим.
– Так вы думаете… А я еще хотел спросить вас, где же самая позиция? – сказал Пьер.
– Позиция? – сказал доктор. – Уж это не по моей части. Проедете Татаринову, там что то много копают. Там на курган войдете: оттуда видно, – сказал доктор.
– И видно оттуда?.. Ежели бы вы…
Но доктор перебил его и подвинулся к бричке.
– Я бы вас проводил, да, ей богу, – вот (доктор показал на горло) скачу к корпусному командиру. Ведь у нас как?.. Вы знаете, граф, завтра сражение: на сто тысяч войска малым числом двадцать тысяч раненых считать надо; а у нас ни носилок, ни коек, ни фельдшеров, ни лекарей на шесть тысяч нет. Десять тысяч телег есть, да ведь нужно и другое; как хочешь, так и делай.
Та странная мысль, что из числа тех тысяч людей живых, здоровых, молодых и старых, которые с веселым удивлением смотрели на его шляпу, было, наверное, двадцать тысяч обреченных на раны и смерть (может быть, те самые, которых он видел), – поразила Пьера.
Они, может быть, умрут завтра, зачем они думают о чем нибудь другом, кроме смерти? И ему вдруг по какой то тайной связи мыслей живо представился спуск с Можайской горы, телеги с ранеными, трезвон, косые лучи солнца и песня кавалеристов.
«Кавалеристы идут на сраженье, и встречают раненых, и ни на минуту не задумываются над тем, что их ждет, а идут мимо и подмигивают раненым. А из этих всех двадцать тысяч обречены на смерть, а они удивляются на мою шляпу! Странно!» – думал Пьер, направляясь дальше к Татариновой.
У помещичьего дома, на левой стороне дороги, стояли экипажи, фургоны, толпы денщиков и часовые. Тут стоял светлейший. Но в то время, как приехал Пьер, его не было, и почти никого не было из штабных. Все были на молебствии. Пьер поехал вперед к Горкам.
Въехав на гору и выехав в небольшую улицу деревни, Пьер увидал в первый раз мужиков ополченцев с крестами на шапках и в белых рубашках, которые с громким говором и хохотом, оживленные и потные, что то работали направо от дороги, на огромном кургане, обросшем травою.
Одни из них копали лопатами гору, другие возили по доскам землю в тачках, третьи стояли, ничего не делая.
Два офицера стояли на кургане, распоряжаясь ими. Увидав этих мужиков, очевидно, забавляющихся еще своим новым, военным положением, Пьер опять вспомнил раненых солдат в Можайске, и ему понятно стало то, что хотел выразить солдат, говоривший о том, что всем народом навалиться хотят. Вид этих работающих на поле сражения бородатых мужиков с их странными неуклюжими сапогами, с их потными шеями и кое у кого расстегнутыми косыми воротами рубах, из под которых виднелись загорелые кости ключиц, подействовал на Пьера сильнее всего того, что он видел и слышал до сих пор о торжественности и значительности настоящей минуты.


Пьер вышел из экипажа и мимо работающих ополченцев взошел на тот курган, с которого, как сказал ему доктор, было видно поле сражения.
Было часов одиннадцать утра. Солнце стояло несколько влево и сзади Пьера и ярко освещало сквозь чистый, редкий воздух огромную, амфитеатром по поднимающейся местности открывшуюся перед ним панораму.
Вверх и влево по этому амфитеатру, разрезывая его, вилась большая Смоленская дорога, шедшая через село с белой церковью, лежавшее в пятистах шагах впереди кургана и ниже его (это было Бородино). Дорога переходила под деревней через мост и через спуски и подъемы вилась все выше и выше к видневшемуся верст за шесть селению Валуеву (в нем стоял теперь Наполеон). За Валуевым дорога скрывалась в желтевшем лесу на горизонте. В лесу этом, березовом и еловом, вправо от направления дороги, блестел на солнце дальний крест и колокольня Колоцкого монастыря. По всей этой синей дали, вправо и влево от леса и дороги, в разных местах виднелись дымящиеся костры и неопределенные массы войск наших и неприятельских. Направо, по течению рек Колочи и Москвы, местность была ущелиста и гориста. Между ущельями их вдали виднелись деревни Беззубово, Захарьино. Налево местность была ровнее, были поля с хлебом, и виднелась одна дымящаяся, сожженная деревня – Семеновская.
Все, что видел Пьер направо и налево, было так неопределенно, что ни левая, ни правая сторона поля не удовлетворяла вполне его представлению. Везде было не доле сражения, которое он ожидал видеть, а поля, поляны, войска, леса, дымы костров, деревни, курганы, ручьи; и сколько ни разбирал Пьер, он в этой живой местности не мог найти позиции и не мог даже отличить ваших войск от неприятельских.
«Надо спросить у знающего», – подумал он и обратился к офицеру, с любопытством смотревшему на его невоенную огромную фигуру.
– Позвольте спросить, – обратился Пьер к офицеру, – это какая деревня впереди?
– Бурдино или как? – сказал офицер, с вопросом обращаясь к своему товарищу.
– Бородино, – поправляя, отвечал другой.
Офицер, видимо, довольный случаем поговорить, подвинулся к Пьеру.
– Там наши? – спросил Пьер.
– Да, а вон подальше и французы, – сказал офицер. – Вон они, вон видны.
– Где? где? – спросил Пьер.
– Простым глазом видно. Да вот, вот! – Офицер показал рукой на дымы, видневшиеся влево за рекой, и на лице его показалось то строгое и серьезное выражение, которое Пьер видел на многих лицах, встречавшихся ему.
– Ах, это французы! А там?.. – Пьер показал влево на курган, около которого виднелись войска.
– Это наши.
– Ах, наши! А там?.. – Пьер показал на другой далекий курган с большим деревом, подле деревни, видневшейся в ущелье, у которой тоже дымились костры и чернелось что то.
– Это опять он, – сказал офицер. (Это был Шевардинский редут.) – Вчера было наше, а теперь его.
– Так как же наша позиция?
– Позиция? – сказал офицер с улыбкой удовольствия. – Я это могу рассказать вам ясно, потому что я почти все укрепления наши строил. Вот, видите ли, центр наш в Бородине, вот тут. – Он указал на деревню с белой церковью, бывшей впереди. – Тут переправа через Колочу. Вот тут, видите, где еще в низочке ряды скошенного сена лежат, вот тут и мост. Это наш центр. Правый фланг наш вот где (он указал круто направо, далеко в ущелье), там Москва река, и там мы три редута построили очень сильные. Левый фланг… – и тут офицер остановился. – Видите ли, это трудно вам объяснить… Вчера левый фланг наш был вот там, в Шевардине, вон, видите, где дуб; а теперь мы отнесли назад левое крыло, теперь вон, вон – видите деревню и дым? – это Семеновское, да вот здесь, – он указал на курган Раевского. – Только вряд ли будет тут сраженье. Что он перевел сюда войска, это обман; он, верно, обойдет справа от Москвы. Ну, да где бы ни было, многих завтра не досчитаемся! – сказал офицер.
Старый унтер офицер, подошедший к офицеру во время его рассказа, молча ожидал конца речи своего начальника; но в этом месте он, очевидно, недовольный словами офицера, перебил его.


Источник — «http://wiki-org.ru/wiki/index.php?title=Объект_Торна_—_Житков&oldid=80491744»