索恩-齐特科夫天体的观测预言

索恩-齐特科夫天体(Thorne-$\.Z$ytkow objects, T$\.Z$O)是中子星与非简并恒星并合的潜在最终产物。在本工作中,我们利用 MESA 恒星演化代码首次计算了 T$\.Z$O 的演化模型网格。基于这些模型,我们预言了 T$\.Z$O 的若干观测性质,包括其表面温度与光度、脉动周期以及核合成产物。我们将可能的 T$\.Z$O 解的范围扩展至覆盖 $3.45 \lesssim \log \left(T/K\right) \lesssim 3.65$ 与 $4.85 \lesssim \log \left(L/L_{\odot}\right) \lesssim 5.5$。由于我们的 T$\.Z$O 相比先前模型达到了高得多的密度,若 T$\.Z$O 形成,我们预期它们在一个比先前预言更大的质量范围内稳定,且其质量分布中不出现间隙。利用 GYRE 恒星脉动代码,我们表明 T$\.Z$O 的基本脉动周期应为 1000--2000 天,周期比约为 0.2--0.3。采用包含 399 种同位素的全耦合核网络计算的模型显示出与先前预言不同的核合成信号。我们提出一种新的核合成信号以确定恒星作为 T$\.Z$O 的状态:同位素分子 $^{44}\rm{Ti} \rm{O}_2$ 与 $^{44}\rm{Ti} \rm{O}$,其与含稳定钛分子相比将在光谱特征上发生偏移。我们发现,在本地宇宙(约 SMC 金属丰度及以上)中 T$\.Z$O 显示出极少的重元素增丰,这可能解释了迄今难以发现 T$\.Z$O 的原因。