Die Theorie der Thorne-Żytkow-Objekte

Die Idee, dass es Sterne mit einem Neutronenstern in ihrem Kern geben könnte, wurde bereits in den 1970er Jahren von den Physikern Kip Thorne und Anna Żytkow vorgeschlagen. Diese sogenannten Thorne-Żytkow-Objekte (TZO) entstehen, wenn ein Neutronenstern mit einem massereichen Stern kollidiert und in dessen Kern sinkt. Obwohl diese Theorie faszinierend ist, blieb unklar, wie realistisch die Entstehung solcher Objekte tatsächlich ist.

Der Röntgendoppelstern LMC X-4 als Forschungsobjekt

Ein internationales Team von Astronomen um Tenley Hutchinson-Smith hat den Röntgendoppelstern LMC X-4 untersucht, um die Entstehung von Thorne-Żytkow-Objekten besser zu verstehen. LMC X-4 besteht aus einem Neutronenstern mit etwa 1,67 Sonnenmassen und einem Überriesen mit etwa 18 Sonnenmassen. Beide Sterne umkreisen sich in sehr geringem Abstand, was sie zu einem idealen Kandidaten für die Entstehung eines TZO macht.

Simulation der Verschmelzung

Mithilfe eines astrophysikalischen Modells simulierten die Forscher die Verschmelzung der beiden Sterne. Der Neutronenstern verliert durch Reibung Energie, während er in die Hülle des Partnersterns eindringt, und sinkt schließlich in dessen Kern. Dabei wird ein Teil der Sternenhülle ins All geschleudert. Für kurze Zeit entsteht ein Thorne-Żytkow-Objekt, bei dem der Neutronenstern im Kern des großen Sterns eingeschlossen ist.

Der Kollaps des Thorne-Żytkow-Objekts

Die Simulationen zeigen, dass das Thorne-Żytkow-Objekt nicht stabil bleibt. Durch die Aufnahme von Masse wird der Neutronenstern instabil und kollabiert zu einem Schwarzen Loch. Dieser Kollaps führt zu einer gewaltigen Explosion, bei der die restliche Sternenhülle ins All geschleudert wird. Die freigesetzte Energie ähnelt einem ultralangen Gammastrahlenausbruch. Für kurze Zeit könnte sogar ein Schwarzes Loch im Kern des Sterns existieren, umgeben von einer dünnen Hülle aus Sternenmaterial.

Bedeutung der Forschung

Die Studie von Hutchinson-Smith und seinem Team zeigt, dass Thorne-Żytkow-Objekte zwar existieren könnten, aber nur für sehr kurze Zeit stabil sind. Die Wahrscheinlichkeit, ein solches Objekt im Universum zu beobachten, ist daher extrem gering. Dennoch liefert die Forschung wichtige Erkenntnisse über die Dynamik von Sternverschmelzungen und die Entstehung exotischer Objekte im Kosmos.