Este es un objeto hipotético propuesto por Kip Thorne y Anna Żytkow en un artículo publicado por The Astrophysical Journal en el año 1977.
Se presentan modelos numéricos correspondientes a gigantes rojas y supergigantes rojas en los que la difusa cubierta exterior se encuentra separada del núcleo compacto por una delgada capa o "halo" (alrededor de 40 metros de espesor) cuasi isotérmico, donde se produce toda la energía gravitacional liberada.
Es probable que esto sólo ocurra en el hacinamiento de un cúmulo globular.
Esta variación puede causar que su nueva órbita sea tal que termine intersectando a su compañera, o, si su compañera es una estrella de la secuencia principal, sea engullida cuando esta evolucione hasta convertirse en una gigante roja.
[7] Observacionalmente, un objeto Thorne-Żytkow puede asemejarse a una supergigante roja o, si es lo suficientemente caliente como para expulsar las capas superficiales ricas en hidrógeno, a una estrella de Wolf-Rayet (tipo WN8) rica en nitrógeno.