[2][3] En 1976, Żytkow desarrolló junto con Kip Thorne un modelo teórico para un nuevo tipo de estrella, el objeto de Thorne–Żytkow (TŻO por sus siglas en inglés), que consiste en una estrella con una estrella de neutrones o bien un agujero negro en el núcleo.
En el primero de estos procesos, tiene que producirse una colisión entre una estrella de neutrones y una estrella normal, sea enana o gigante, para fusionar los dos objetos en uno solo.
[5] Este proceso es raro, ya que las estrellas no suelen colisionar entre sí, y solamente podría ocurrir razonablemente en un cúmulo con alta densidad de estrellas.
El segundo proceso, que da lugar a un TŻO de mayor tamaño, tiene lugar cuando una estrella se expande para formar una supergigante y absorbe a su compañera, una estrella de neutrones.
Żytkow y el resto del grupo siguieron las investigaciones de Edgeworth (1949) y Kuiper (1951), según las cuales el disco protoplanetario se extiende más allá de Neptuno y el material con órbita mayor que Neptuno no llegó a formar planetas.