천문·천체물리
중성자별과 주계열성의 충돌 — 손-주트코프 천체(TŽO)의 형성과 장기 진화 시뮬레이션
연구진은 초신성 폭발 이후 1.4M☉ 중성자별과 10M☉ 주계열성이 충돌하는 과정을 3차원 시뮬레이션으로 계산하고, 그 결과를 MESA 항성진화 코드에 연결해 손-주트코프 천체(Thorne-Žytkow object, TŽO)의 형성부터 장기 진화까지 추적했다. 충돌은 중성자별이 항성 외피 중심에 자리 잡은, 중력적으로 묶인 준구형 TŽO를 만들어냈다. 다만 평형 상태를 가정하는 기존 모형과 달리 충돌이 항성의 상당 부분을 가열해 열적 이완 단계에서 광범위한 핵융합이 일어났고, 외피가 대류 상태가 되면서 탄소-질소 순환으로 처리된 물질이 표면으로 올라와 관측 가능한 화학적 흔적을 남겼다. 시뮬레이션 종료 시점에서 항성 광도는 외피에서 에딩턴 한계를 크게 넘어서, 상당한 질량 방출이 일어나 결국 고립된 중성자별 또는 블랙홀이 남을 것으로 시사된다.
arXiv astro-ph.HE (고에너지)