你说的这种事情在中国古代从未发生过,最接近的一个例子则应该是五代后周时,郭威传位给养子郭荣(本姓柴)。这次传位的稀有之处有二:1)郭荣根本不是郭威同族 2)郭荣甚至和郭威都没有任何血缘关系,纯粹是姻亲(郭荣是郭威原配柴皇后的侄子)。
那为什么能传给郭荣呢,因为郭荣少时就被过继给了当时还没儿子的姑父郭威做养子。
旧五代史卷114: “年未童冠,因侍圣穆皇后,在太祖左右。时太祖无子,家道沦落,然以帝谨厚,故以庶事委之。帝悉心经度,资用获济,太祖甚怜之,乃养为己子。”
950年郭威造反后汉的时候,亲儿子和侄子都被后汉隐帝下令杀害。只剩下养子郭荣。
新五代史 卷19: “初,帝举兵于魏,汉以兵围帝第,时张贵妃与诸子青哥、意哥,侄守筠、奉超、定哥,皆被诛。”
有趣的事,郭荣即位时,他的生父柴守礼还在世(其实一直到北宋时都还活着呢)。
但他的待遇根本不是太上皇,而是“国舅” (柴皇后的兄弟),而且和自己的亲儿子也时刻的保持距离。
新五代史 卷20: “世宗即位,加金紫光禄大夫、检校司空、光禄卿。致仕,居于洛阳,终世宗之世,未尝至京师,而左右亦莫敢言,第以元舅礼之。”
通过这个事情,基本就可以侧面回答你的假设了: 如果外孙想合法继位的话,必然是要成为老皇帝的养子/养孙继嗣的(而且还得改姓),那样的话他就不能认自己生父生母了。而生母的身份只能是公主/长公主,而不是皇太后。