Si una enana blanca choca con una estrella gigante, ¿podría crear una TZO?

El artículo original de Thorne y Żytkow sobre TŻOs en realidad comienza con una comparación de TŻOs y el tipo de objeto que mencionas, con un núcleo degenerado de enana blanca en lugar de un núcleo degenerado de estrella de neutrones. Señalan que los estados de equilibrio, esencialmente configuraciones estables, de tales combinaciones se encuentran cerca de la pista de Hayashi (en realidad, actúan un poco como las estrellas AGB, en algunos casos), lo que indica una alta metalicidad, como es el caso de TŻOs.

Estos objetos generan energía de la misma manera que los TŻO: el núcleo acumula materia, liberando energía potencial gravitatoria, y la envoltura de la gigante roja continúa fusionándose, aunque, por supuesto, la fusión del núcleo se ha visto sustancialmente interrumpida por la llegada del nuevo núcleo degenerado. . La principal diferencia en la producción de energía son las proporciones entre las contribuciones nucleares a la luminosidad y las contribuciones gravitatorias a la luminosidad:

$$L_{\text{nuc}}/L\approx0.99,\quad L_{\text{grav}}/L\approx0.01\quad\text{for white dwarf core}$$ $$L_{\text{nuc}}/L\approx0.04,\quad L_{\text{grav}}/L\approx0.96\quad\text{for neutron core}$$ ¿Por qué la diferencia?$L_{\text{grav}}$es proporcional a $$\frac{GM_c}{R_cc^2}$$ donde$_c$se refiere a valores para el núcleo. Las masas y los radios de las estrellas de neutrones difieren drásticamente de los de las enanas blancas. Esto se vuelve menos importante en el caso de supergigantes TŻOs (es decir,$M>10 M_{\odot}$), porque los ciclos de convección "queman" el combustible nuclear de regreso a la envoltura, por lo que las relaciones de energía se vuelven más parecidas a las que se encuentran en el caso del núcleo de una enana blanca.

Esta diferencia en las proporciones de producción de energía también significa que los objetos permanecerán en estados más o menos estables durante diferentes períodos de tiempo; las gigantes rojas con núcleos de enanas blancas pueden sobrevivir en equilibrio durante al menos un orden de magnitud o más mientras TŻOs.

Una cosa interesante a tener en cuenta es que las TŻO y las gigantes rojas con núcleos de enanas blancas pueden compartir algunos de los mismos problemas en lo que respecta a la estabilidad. Se espera que las envolturas estén compuestas de manera similar y actúen de manera similar, con la diferencia de potencial en las tasas de fusión nuclear, por lo que son posibles las mismas inestabilidades dinámicas en ambos casos. Sin embargo, Thorne y Żytkow afirman que encuentran improbable esta posibilidad.

Si golpeas una enana blanca contra una estrella de la secuencia principal o una gigante roja de modo que la enana blanca se convierta en el núcleo, obtendrás... una gigante roja (o supergigante).

Quizás eso suene extraño, pero básicamente los núcleos de las gigantes rojas de baja masa son degenerados por electrones. Consisten aproximadamente en envolturas convectivas profundas que se asientan sobre enanas blancas (de helio) separadas por una capa delgada pero intensa de material que experimenta reacciones nucleares. Por supuesto, la mayoría de las enanas blancas reales son de la variedad carbono-oxígeno, así que me imagino que lo que realmente obtendrías es algo más parecido a una estrella de rama gigante asintótica (AGB). Pero estos también son básicamente gigantes rojos. De antemano, no puedo decir si la segunda capa ardiente (hidrógeno en helio) estará presente.

De todos modos, las cosas sabias de composición pueden ser un poco diferentes a las gigantes rojas ordinarias, las supergigantes rojas o las estrellas AGB, pero la estructura general será similar: un núcleo denso y degenerado envuelto en una gran envoltura dispersa.

En cuanto al límite de Chandrasekhar, eso solo define lo que le sucede a un objeto degenerado. Si la enana blanca es lo suficientemente masiva, entonces, una vez en equilibrio, presumiblemente comenzaría a quemar carbono y oxígeno en metales más pesados, como una supergigante roja.

Como nota final, una búsqueda rápida no arrojó ninguna literatura sobre esto. Conozco material sobre fusiones entre dos enanas blancas o dos estrellas no degeneradas, pero no pude encontrar nada sobre fusiones WD+MS (o similares).

Las capas exteriores de la estrella caerán sobre la enana blanca, formando un disco de acreción a medida que la materia estelar entra en espiral. Como muestra esta imagen.

Cuando la enana blanca robe suficiente material para tener más de 1,4 masas solares, la enana se convertirá en una supernova de tipo Ia . Esta es probablemente la razón por la que nunca (¿rara vez?) vemos objetos Thorne-Żytkow hechos de una enana blanca.

Si la enana blanca realmente choca con su estrella compañera antes de que explote como una supernova, podría imaginar que caería en el centro a medida que el material estelar se arrastra por la órbita de la enana blanca. Tal vez entonces formará algo así como un objeto Thorne-Żytkow. O tal vez acumule suficiente material a medida que cae para crear una estrella de neutrones, momento en el que se destruye en una supernova de tipo II.