说到银河系中最奇特的天体,这里介绍一种可能存在并且十分罕见的天体——索恩-祖特阔夫天体,它最早由索恩(因为引力波的发现而获得2017年诺贝尔物理学奖)和祖特阔夫两位天文学家提出来。这是一种十分特殊的恒星,外部是尺寸巨大的红巨星,而在其内部则存在一颗中子星。
除了红矮星之外,其他恒星在晚年耗尽氢燃料之后都会经历剧烈的体积膨胀,由此演化为红巨星。如果恒星在诞生之初的质量介于太阳质量的8至20倍之间,它们最终会发生超新星爆发,核心将会坍缩成为致密的中子星。
在宇宙中,双星系统比较普遍,例如,天狼星就是一个双星系统。双星系统中的恒星基本上都是在同一团星云中形成,并且形成时间也是差不多。倘若质量较大的那颗恒星最后能够演化为中子星,那么,在超新星爆发的过程中,由于能量释放不是对称的,所以中子星的轨道将会发生变化,它的轨道就有可能变得与伴星相交。
当质量较小的伴星最终演化成红巨星时,中子星将会进入红巨星之中,形成索恩-祖特阔夫天体。由于阻力作用,中子星会不断螺旋进入红巨星的核心之中,并与核心发生合并。如果中子星和红巨星核心合并之后的质量大于3倍太阳质量(奥本海默极限),它将会进一步坍缩成黑洞,由此还会引发外层爆炸成超新星。如果合并之后的质量没有达到演化成黑洞的极限,那么,原先的中子星只会进一步增大质量,而外层则会形成一个吸积盘。
虽然索恩-祖特阔夫天体在理论上是存在的,但目前还没有确认发现这样的天体,只是找到极少数的候选天体。这种特殊的天体十分罕见,比黑洞要少得多。理论上,在拥有上千亿颗恒星的银河系中,可能只有20至200个索恩-祖特阔夫天体,而目前只找到了一个候选天体——距离地球大约900光年的宝瓶座U。这种天体的存在时间十分短暂,可能只有几十万年的时间。