Wenn ein Weißer Zwerg mit einem Riesenstern kollidiert, könnte er ein TZO erzeugen?

Die Originalarbeit von Thorne und Żytkow über TŻOs beginnt eigentlich mit einem Vergleich von TŻOs und dem von Ihnen erwähnten Objekttyp mit einem entarteten Kern eines Weißen Zwergs anstelle eines entarteten Neutronensternkerns. Sie stellen fest, dass die Gleichgewichtszustände – im Wesentlichen stabile Konfigurationen – solcher Kombinationen in der Nähe der Hayashi-Spur liegen (in einigen Fällen tatsächlich ein bisschen wie AGB-Sterne wirken), was auf eine hohe Metallizität hinweist, wie es bei TŻOs der Fall ist.

Diese Objekte erzeugen Energie auf die gleiche Weise wie TŻOs: Materie wird durch den Kern angesammelt, setzt potenzielle Gravitationsenergie frei, und die Hülle des Roten Riesen setzt eine gewisse Fusion fort, obwohl die Kernfusion natürlich durch die Ankunft des neuen degenerierten Kerns erheblich gestört wurde . Der Hauptunterschied bei der Energieerzeugung sind die Verhältnisse zwischen Kernbeiträgen zur Leuchtkraft und Gravitationsbeiträgen zur Leuchtkraft:

$$L_{\text{nuc}}/L\approx0.99,\quad L_{\text{grav}}/L\approx0.01\quad\text{for white dwarf core}$$ $$L_{\text{nuc}}/L\approx0.04,\quad L_{\text{grav}}/L\approx0.96\quad\text{for neutron core}$$ Warum der Unterschied?$L_{\text{grav}}$ist proportional zu $$\frac{GM_c}{R_cc^2}$$ wo$_c$bezieht sich auf Werte für den Kern. Die Massen und Radien von Neutronensternen unterscheiden sich drastisch von denen weißer Zwerge. Dies wird weniger wichtig im Fall von übergroßen TŻOs (dh$M>10 M_{\odot}$), weil Konvektionszyklen Kernbrennstoff nach außen in die Hülle "verbrannt" haben und so die Energieverhältnisse eher denen eines Weißen Zwergkerns ähneln.

Dieser Unterschied in den Energieerzeugungsverhältnissen bedeutet auch, dass die Objekte für unterschiedliche Zeiträume in ungefähr stabilen Zuständen bleiben; Rote Riesen mit weißen Zwergkernen können mindestens eine Größenordnung oder länger im Gleichgewicht überleben wie TŻOs.

Eine interessante Sache ist, dass TŻOs und Rote Riesen mit weißen Zwergkernen einige der gleichen Stabilitätsprobleme haben können. Es wird erwartet, dass die Hüllen ähnlich zusammengesetzt sind und sich ähnlich verhalten, mit dem potenziellen Unterschied in den Kernfusionsraten, und daher sind in beiden Fällen dieselben dynamischen Instabilitäten möglich. Thorne und Żytkow erklären jedoch, dass sie diese Möglichkeit für unwahrscheinlich halten.

Wenn Sie einen Weißen Zwerg in einen Hauptreihenstern oder Roten Riesen schlagen, so dass der Weiße Zwerg zum Kern wird, erhalten Sie ... einen Roten Riesen (oder Überriesen).

Das klingt vielleicht seltsam, aber im Grunde sind die Kerne von Roten Riesen mit geringer Masse elektronenentartet. Sie bestehen ungefähr aus tiefen konvektiven Hüllen, die auf weißen (Helium-)Zwergen sitzen, die durch eine dünne, aber intensive Hülle aus Material getrennt sind, das Kernreaktionen durchläuft. Natürlich sind die meisten echten Weißen Zwerge von der Kohlenstoff-Sauerstoff-Variante, also stelle ich mir vor, was Sie wirklich bekommen würden, ist eher so etwas wie ein asymptotischer Riesenzweig (AGB) Stern. Aber auch das sind im Grunde rote Riesen. Ob die zweite Brennschale (Wasserstoff zu Helium) vorhanden sein wird, kann ich ohne weiteres nicht sagen.

Wie auch immer, kompositorische Dinge mögen sich ein wenig von gewöhnlichen Roten Riesen, Roten Überriesen oder AGB-Sternen unterscheiden, aber die Gesamtstruktur wird ähnlich sein: ein dichter, degenerierter Kern, der von einer großen dünnen Hülle umgeben ist.

Die Chandrasekhar-Grenze definiert nur, was mit einem degenerierten Objekt passiert. Wenn der Weiße Zwerg massiv genug ist, würde er, sobald er sich im Gleichgewicht befindet, vermutlich beginnen, Kohlenstoff und Sauerstoff zu schwereren Metallen zu verbrennen, genau wie ein roter Überriese.

Als letzte Anmerkung, eine schnelle Suche ergab keine Literatur dazu. Ich kenne Material über Verschmelzungen zwischen zwei Weißen Zwergen oder zwei nicht entarteten Sternen, aber ich konnte nichts über Verschmelzungen von WD+MS (oder ähnlichen) finden.

Die äußeren Schichten des Sterns werden auf den Weißen Zwerg fallen und eine Akkretionsscheibe bilden, während das Sternmaterial spiralförmig hineinströmt. Wie dieses Bild zeigt.

Wenn der Weiße Zwerg genug Material stiehlt, um größer als 1,4 Sonnenmassen zu werden, wird der Zwerg zu einer Typ-Ia-Supernova . Das ist wahrscheinlich der Grund, warum wir nie (selten?) Thorne-Żytkow-Objekte sehen, die stattdessen aus einem Weißen Zwerg hergestellt wurden.

Wenn der Weiße Zwerg tatsächlich mit seinem Begleitstern kollidiert, bevor er als Supernova explodiert, könnte ich mir vorstellen, dass er ins Zentrum fallen würde, wenn das Sternmaterial die Umlaufbahn des Weißen Zwergs hinunterzieht. Vielleicht bildet es dann so etwas wie ein Thorne-Żytkow-Objekt. Oder vielleicht wird es beim Einfallen genug Material ansammeln, um einen Neutronenstern zu erschaffen, an dem es sich in einer Typ-II-Supernova selbst in die Luft sprengt.