索恩-齐特科夫天体：当一颗超巨星吞噬一颗死星时

将近半个世纪前，物理学家基普·索恩（Kip Thorne，现为诺贝尔奖得主）和天文学家安娜·齐特科夫（Anna Żytkow）提出，宇宙中可能隐藏着一种奇特的、俄罗斯套娃式的恒星，等待着那些知道如何寻找它的人。天文学家将这些理论上的恒星混合体命名为托恩-齐特科夫天体。

托恩-齐特科夫天体可能存在的证据是在其命名研究人员进行早期计算机模拟时出现的。在模拟中，他们发现一颗中子星——一颗恒星超新星爆发后留下的微小、超致密恒星残骸——可能被一颗红超巨星吞噬。

根据模拟，如果“双子星”（指丹尼·德维托和阿诺德·施瓦辛格主演的电影《龙兄鼠弟》中的那种）靠得太近，不会有一颗恒星被弹出，而是两颗恒星会合并。城市大小、太阳质量的中子星将继续生活在其更大的宿主内部，几乎就像一个宇宙寄生虫。

但是，即使物理学真的允许这种恒星存在，找到它们也将非常困难。

在一篇 发表于 1975 年 的《天体物理学杂志》上，索恩和齐特科夫提出，这些恒星看起来将与猎户座的参宿四等红超巨星几乎完全相同。超巨星相对常见，是宇宙中最年轻、最大的恒星之一。托恩-齐特科夫天体（TZOs）看起来会非常像红超巨星，但被认为寿命会更长 10 倍。

普通的红超巨星，与其他恒星一样，由其核心的核聚变提供动力。因此，当能量耗尽时，其不受控制的引力会导致它们内爆，然后在超新星爆发。但 TZO 可以拥有如此长的寿命，是因为它们不依赖于核心持续的核聚变来避免坍塌。相反，TZO 的中子星核心已经非常致密，在很大程度上阻止了周围超巨星层的快速、不受控制的引力坍塌。

天文学家有两种不同的理论来解释 TZO 的形成——这两种理论都取决于初始天体在紧密双星系统中作为两个巨大的恒星开始生命。一种理论认为，两颗恒星中较大的一颗会先以超新星爆发，留下中子星。但随着时间的推移，剩余的超巨星会继续膨胀，直到完全吞噬附近的中子星残骸。

TZO 形成的另一种可能性是，当一颗恒星以不对称超新星爆发时，其残余核心可能会获得强大的“推力”。这可能会将中子星推入剩余的红巨星的核心。

发现托恩-齐特科夫天体

但无论它们如何形成，天文学家在 2014 年宣布他们可能已经发现了第一个托恩-齐特科夫天体。这颗恒星隐藏在距地球 20 万光年外的小麦哲伦云中，这是一个绕银河系运行的矮星系。

它是华盛顿大学的天文学家艾米丽·勒维斯克（Emily Levesque）及其研究团队发现的。为了找到疑似 TZO，勒维斯克的小组使用了新墨西哥州的阿帕奇点天文台研究了银河系中的二十几个红超巨星，并使用了智利的一台麦哲伦望远镜研究了小麦哲伦云中的另一组超巨星。

在审查数据后，有一颗恒星尤其引人注目。该系统最初在 1908 年被开创性天文学家亨丽爱塔·斯旺·勒维特（Henrietta Swan Leavitt）编目为可变星，命名为 HV 2112。当时，天文学家认为它是一颗红超巨星，正在度过其生命最后阶段，即将超新星爆发。

然而，在勒维特首次注意到这个奇怪的天体一百多年后，勒维斯克和她的团队的分析揭示了不同寻常的化学特征，他们认为这可能是传说中的托恩-齐特科夫天体的标志。研究人员发现了过量的锂、钙和其他元素，他们只能通过 TZO 内部发生的独特核反应来解释。

但他们无法完全确定；HV 2112 也似乎具有其他他们未曾预料到的奇怪化学指纹。基于这些剩余的疑问，该团队认为要么理论模型尚未充分认识到托恩-齐特科夫天体的细微差别，要么 HV 2112 本来就不是一个 TZO。

HV 2112：一颗备受争议的奇怪恒星

这次发现的奇特性质当时引起了轰动。但对于天文学家来说，这也是一项重要发现，因为它为beyond核聚变过程提供证据。

但四年后，在 2018 年，另一组天文学家对这一独特的发现按下了“暂停键”。他们对 HV 2112 进行了自己的分析，并将其与类似恒星进行了比较，但没有发现与勒维斯克团队发现的过量钙或其他元素相同的水平。新的分析确实显示锂含量过剩，但除此之外，结果表明这颗恒星基本上是一颗普通的红超巨星。

尽管该团队可能打破了 HV 2112 的独特性，但他们也提出了一个替代的候选者。他们发现了一个可能的托恩-齐特科夫天体，编目为 HV 11417，它确实具有天文学家预测的该天体应有的某些标志。

两支团队都同意的一点是，就托恩-齐特科夫天体而言，理论和观测都还有很长的路要走。