Constraining the Stellar Mass Function from the Deficiency of Tidal Disruption Flares in the Nuclei of Massive Galaxies
每质量黑洞的潮汐破裂耀斑（TDFs）的速率编码了超大质量黑洞周围星团中恒星的现今质量函数（PDMF）的信息。我们探讨了如何与黑洞质量的TDF率的形状可以约束PDMF，只有弱依赖于黑洞自旋。我们发现，现有的数据可以勉强约束的最小和最大质量的恒星在集群中，和高质量的端部的PDMF斜率，以及整体TDF率。由于预计将使用Zwicky瞬态设施识别100个TDFs，因此总体速率可能受到高度约束，但对PDMF仍然只有边际约束。然而，如果未来10年内LSST预计发现的TDFs数量级（数量级为1000个TDFs）少于10%，那么就可以对核星团中的最小恒星质量（在2倍以内）和高质量PDMF的平均斜率（在~10%以内）进行精确和准确的估计。这种技术可以适应在未来的探测，除了PDMF，当地的黑洞质量函数和可能的大规模黑洞二进制人口。
2019-02-28 astro-ph.GA astro-ph.HE
Is there an intermediate massive black hole in the Galactic center: Imprints on the stellar tidal-disruption rate
一个质量为$10^{3-5} M_\odot$的中等质量黑洞（IMBH）可能会落入银河系中心（GC），并与中心的超大质量黑洞形成一个大质量黑洞双星（MBHB），但目前的观测对所有质量和距离范围的限制并不敏感。最近的发现，MBHB可以提高恒星物体的潮汐破裂事件（TDEs）的速率的启发，我们调查的前景，使用恒星破裂率探测的GC IMBH。我们将IMBH的扰动引入到损失锥理论中，计算了GC中的恒星破裂率。我们发现，比$2000 M_\odot$重的IMBH可以明显提高恒星的破裂率。通过比较Sgr A* 的观测结果和恒星碎片的后退模型，我们认为我们银河系的TDE率不应该明显超过$0.002 yr^{-1}$，因此，集中在高质量端的IMBH的参数空间的一小部分已经可以被排除。为了在剩余的参数空间中得到约束，关键是观测确认或拒绝$10^{-4}$和$10^{-2} yr^{-1}$之间的恒星破裂率，我们讨论了可能的策略，使这样的测量。
2012-12-09 astro-ph.GA astro-ph.HE
Ultra-Close Encounters of Stars With Massive Black Holes: Tidal Disruption Events With Prompt Hyperaccretion
银河系核心的明亮耀斑，随后是亮度的$t^{-5/3}$衰减，通常被认为是大质量黑洞对恒星的完全潮汐破坏的标志。耀斑和幂律衰变是在束缚碎片流返回黑洞、自相交并最终形成吸积盘或环面时产生的。在典型的太阳型恒星被$10^{6}\; M_\odot$黑洞破坏的情况下，恒星的破坏和吸积环的形成之间的时间可能是几年。我们提出了完全广义相对论模拟一类新的潮汐破裂事件，涉及超近距离接触的太阳型恒星与中等质量的黑洞。在这些遭遇中，一个厚厚的磁盘在破坏后迅速形成，以小时为单位。在短暂的初始耀斑之后，在$\sim 10^2\,M_\odot\,{\rm yr}^{-1}$的几天内，吸积率保持稳定和高度超爱丁顿。
2015-06-01 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Chemical evolution of close massive binaries -- tidally-enhanced or tidally-suppressed mixing?
University of Geneva（日内瓦大学）
研究通过分析潮汐作用与旋转混合的相互作用，发现潮汐作用对化学混合的影响取决于角动量传输假设，揭示了不同模型对周期富集趋势的敏感性。
2026-01-20 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Formation of Massive Black Holes in Galactic Nuclei: Runaway Tidal Encounters
核星团（NSC）和超大质量黑洞（SMBH）都居住在星系核中，共存于一系列的隆起质量中，但在最大或最小的星系中相互排斥。我们建议，一旦神经干细胞超过一定的临界中心密度和速度分散，通过失控的潮汐捕获发生的神经干细胞转化为SMBHs。这个过程中的瓶颈，就像所有的碰撞逃逸一样，是黑洞质量的第一个e-折叠。恒星质量的增长黑洞过去这个瓶颈发生的潮汐捕获恒星消耗在重复事件的质量转移在近心。一旦黑洞达到100-1000太阳质量，潮汐捕获可能会关闭作为生长通道，但潮汐破坏事件将继续，并出现能够生长种子SMBH到更大的尺寸。一旦种子SMBH消耗其宿主NSC的核心，失控就会减慢（变为亚指数）。虽然SMBH中的大部分宇宙质量密度最终是由非常大质量星系中的偶发气体吸积产生的（通过Soltan-Paczynski论点），但最小的SMBH可能是从与NSC恒星的强烈潮汐相遇中成长起来的。SMBH种子在一段时间内完全通过这个通道生长$t$，将遵循与宿主星系速度色散$σ$的简单幂律关系。在最简单的情况下，它是$M_\bullet \sim σ^{3/2}\sqrt{M_\star t / G} \sim 10^{6}M_\odot (σ/ 50~{\rm km~s}^{-1})^{3/2}(t/10^{10}~{\rm yr})^{1/2}$，但是指数和前因子可以根据损失锥再填充的细节而略有不同。目前的潮汐中断事件率…
2016-06-06 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Gravitational waves from the collision of tidally disrupted stars with massive black holes
我们使用流体动力学的模拟，再加上充分的广义相对论调查的引力波产生的恒星碰撞时，一个大质量的黑洞的恒星的潮汐扰动半径位于远离黑洞的视界。我们考虑主序星和白矮星压缩星，和非旋转的黑洞，以及那些接近极端的自旋。我们研究的制度之间的恒星可以准确地模拟一个点粒子，潮汐效应完全抑制的引力波信号。我们发现，不可忽略的引力波可以产生，即使当恒星是强烈的潮汐力的影响，以及当它与大的角动量碰撞。我们讨论的影响，这些结果有潜在的观察引力波从这些来源与未来的探测器。
2014-10-13 astro-ph.HE gr-qc
MOCCA-SURVEY Database -- I. Tidal disruption events of white dwarfs in globular clusters and young massive clusters
我们利用MOCCA-SURVEY数据库I中的1000多个星团Monte Carlo模型，来推断球状星团和年轻大质量星团中白矮星潮汐破裂事件的局部速率密度。我们认为，在本宇宙中GC和YMC的WD TDE率为$\sim 90$ - $500~{\rm yr}^{-1}~{\rm Gpc}^{-3}$，其中90%的WD TDE发生在GC中。总的WD TDE速率密度比以前估计的大$\sim 9$ - $50$倍。我们的研究结果表明，由WD TDEs引起的热核爆炸可以在下一代光学巡天中以$\sim 100$ - $550~{\rm yr}^{-1}$的速率被观测到，如Vera C.鲁宾天文台。我们还发现，由于质量分离，大规模的WD优先被破坏，并且20%的爆炸WD具有$\gtrsim 1.0 M_\odot$，尽管这种WD的数量很少。
2022-07-14 astro-ph.HE
Mass Transfer in Tidally Heated Stars Orbiting Massive Black Holes and Implications for Repeating Nuclear Transients
Princeton University（普林斯顿大学）
研究潮汐加热如何改变绕超大质量黑洞运行的恒星结构，通过分析模型和MESA模拟揭示质量转移速率由潮汐加热时标主导，并解释低光度活动星系核及部分重复核瞬变现象。
2026-06-26 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Tidal Disruption Events by a Massive Black Hole Binary
大质量黑洞双星（MBHB）是星系合并的自然副产品。以前的研究表明，恒星潮汐破裂事件（TDEs）的耀斑被次级扰动物的存在所改变，导致光变曲线的中断。我们研究了TDE碎片的动力学在存在的一个毫秒差距分离MBHB通过整合弹道粒子轨道的随时间变化的潜在的二进制。我们发现，光变曲线的差距出现时，材料错过吸积半径的第一次返回近心点。随后的递归可以分解为“连续”和“延迟”的组件，它们表现出不同的行为。我们发现，这种潜力可以大大改变流的自相交的位置。当碎片被限制在飞机上，我们发现，近距离接触的二次BH留下明显的签名的回落率，并可能导致显着的吸积到二次BH。紧密的、质量相等的MBHB同样地聚集，周期性地与下落的流交换。
2015-10-15 astro-ph.HE
Radio transients from stellar tidal disruption by massive black holes
一颗恒星被一个超大质量黑洞潮汐破坏，为我们提供了一个难得的机会，让我们一窥这些原本休眠的野兽。长期以来，人们一直预测，这种破坏将伴随着一种热“耀斑”，由束缚的恒星碎片的吸积提供动力。已经以这种方式在光学、UV和X射线波长处发现了几个候选的破坏。在这里，我们探讨的观测结果，如果一个适度的吸积功率的一部分被引导到一个超相对论流出。我们表明，相对论性喷流减速，由于其与星际介质在亚秒差距的距离从黑洞的相互作用。由反向冲击加速的电子产生的同步辐射产生了明亮的无线电-红外瞬态，在破裂后约1年的时间尺度上达到峰值。前向激波的辐射在峰值之后的几年内都可以被探测到。在较晚的时候，对潮汐扰动候选者进行深射电跟踪观测可以测试相对论喷出物的存在。即将到来的无线电瞬变调查可能会独立发现每年数十至数百次潮汐中断，补充其他波长的搜索。潮汐扰动的非热发射探测了在相对清洁的条件下射流形成的物理过程，其中流动参数是独立约束的。
2011-02-07 astro-ph.HE
Probing the tidal disruption flares of massive black holes with high-energy neutrinos
最近发现的高能瞬变Swift J164449.3+573451（Sw J1644+57）被认为是由休眠的大质量黑洞对经过的恒星的潮汐破坏产生的。宽带发射的建模表明存在强大的相对论性喷流，它对观察到的X射线发射起着主要作用。在这里，我们认为，质子可以被加速到超高能量的内部冲击发生在喷流，但他们的流量是不足以解释所观察到的超高能宇宙射线流量。高能质子通过与X射线光子的相互作用可以产生约0.1-10 PeV的中微子。大的X射线通量（7 × 10 ^-4 erg cm^-2）和高的中微子效率，再加上次级介子的冷却不明显，如果喷流的成分是物质主导的，那么Sw J1644+57将产生明亮的中微子发射。在一次类似于Sw J1644+57的潮汐破裂事件中，一个Km ^3尺度的探测器可以探测到一到几个中微子，从而为探测喷流的成分提供了强有力的手段。
2011-07-22 astro-ph.HE
Tidal Dissipation Impact on the Eccentric Onset of Common Envelope Phases in Massive Binary Star Systems
在巨恒星的对流区中，由于湍流粘性引起的潮汐耗散在形成前共包层系统的轨道中起着重要的作用。这样的系统可能是瞬变源和紧密的双星系统，最终将合并并产生可检测的引力波信号。以往对共包层事件发生的研究主要集中在圆轨道和同步旋转的施主星上，假设潮汐耗散可以在双星到达Roche瓣溢出（RLO）之前快速旋转主星并使轨道圆化。我们通过将恒星主序后恒星演化的数值模型与Vick & Lai（2020）$-$中开发的对流包络中的潮汐耗散模型相结合来测试这一假设，该潮汐模型即使对于近心点距离较小的高偏心轨道也是准确的。我们发现，在许多情况下，潮汐耗散不圆化RLO之前的轨道。对于一颗$10~M_\odot$（$15~M_\odot$）主星与一颗$1.4~M_\odot$伴星的相互作用，当主星离开主序星时，近心距离在3天文单位（6天文单位）以内的系统将在主星增长到罗氏半径时保持初始轨道偏心率。即使在RLO之前潮汐循环的系统中，供体星也可能在质量转移开始时亚同步旋转。我们的结果表明，一些可能的双中子星系统的前兆可能是偏心的罗氏半径。预共包络偏心率对所产生的致密双星的影响值得进一步研究。
2021-03-23 astro-ph.HE astro-ph.SR
Scalarized neutron stars in massive scalar-tensor gravity: X-ray pulsars and tidal deformability
本研究比较了三种大质量标量-张量理论中的中子星标量化，首次计算了潮汐形变，并展示了普适关系，为X射线和引力波观测提供约束依据。
2025-03-31 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Eccentricity-tide coupling: impact on binary neutron stars and extreme mass-ratio inspirals
本文研究了偏心轨道上两个致密天体之间的潮汐相互作用效应。我们假设潮汐场是静态的。因此，我们忽略了动力潮汐和共振激发。利用这些结果，我们找到了发射引力波相移的解析表达式。在这个过程中，我们发现，在领先的顺序，初始偏心率$e_0$和无量纲潮汐变形$Λ$耦合为$\sim e_0^nΛ$，其中$n$是一个正数。我们只关注占主导地位的贡献，即，$e_0^2Λ$。我们还计算了中子星双星系统的累积退相。我们发现，对于乐观的偏心率$e_0 \sim .05$和$Λ\sim 600$的值，累积的失相是$\mathcal{O}(10^{-4})$弧度，需要一个信号-噪声比$\sim 7000$是可观察的。因此，如果系统的信噪比也很大，这些效应可以在具有大偏心率的中子星双星系统中测量。因此，在第三代探测器中，如果系统具有大的偏心率，则可能会产生可观察到的影响。我们还探讨了这种效应对极端质量比吸气（EMRI）的影响。我们发现，即使是超大质量的机构与小值的$Λ\sim 10^{-3}$，这种效果有很大的失相EMRI $\sim \mathcal{O}(10)$弧度。因此，这种效应将有助于探索EMRI中超大质量天体的性质。
2023-03-02 astro-ph.HE gr-qc
Illuminating Massive Black Holes With White Dwarfs: Orbital Dynamics and High Energy Transients from Tidal Interactions
白矮星（WD）只能被质量小于$\sim10^5 M_\odot$的大质量黑洞（MBH）潮汐破坏。这些潮汐相互作用向MBH提供远高于其埃丁顿极限的物质，有可能发射相对论性喷流。相应的光束发射是一个有希望的路标，否则相对较低质量的静态MBH。我们表明，质量转移的历史，从而光变曲线，是完全不同的破坏性轨道时，抛物线，偏心，或圆形。在偏心轨道的情况下，每个轨道的质量损失取指数，导致WD在几十个轨道之后被破坏。我们研究的恒星动力学集群周围MBHs表明，单通道WD中断是更常见的比重复遇到。这些事件的$10^{49}$ erg s $^{-1}$峰值光度使它们在宇宙学距离上可见。它们可能以每年数十次的速度被像斯威夫特这样的仪器探测到。事实上，WD破坏瞬变现象比主序星的瞬变现象更加耀眼，是最有可能被探测到的来自质量小于$10^5 M_\odot$的MBH的潮汐相互作用。因此，Swift对这种WD破坏瞬变的检测或未检测是约束MBH质量函数下限的有力工具。新兴的超长伽马射线暴类都有峰值亮度和持续时间让人想起WD中断，提供了一个提示，WD中断瞬变可能已经存在于现有的数据集。
2014-07-06 astro-ph.HE
Ultra-High Energy Cosmic Rays and Neutrinos from Tidal Disruptions by Massive Black Holes
潮汐破裂是一种非常强大的现象，已被指定为超高能宇宙射线的候选源。黑洞对恒星的破坏可以自然地提供质子和更重的原子核，这些原子核可以被注入并在喷流中加速到超高能量。在喷流内部，加速的原子核很可能与密集的光子场相互作用，导致中微子和次级粒子的大量产生。我们数值模拟的传播和相互作用的高能核喷射潮汐破裂事件，以评估一致的宇宙射线和中微子的签名。我们提出了一个简单的模型的潮汐破裂事件的光变曲线，包括两个阶段：一个高的状态，明亮的光度和短的持续时间和中等状态，不太明亮，持续时间较长。这两种状态对宇宙射线和中微子的产生有不同的影响。为了计算宇宙射线和中微子的漫通量，我们模拟了喷射潮汐破坏事件的亮度函数和红移演化。我们发现，我们可以拟合最新的超高能宇宙射线谱和俄歇实验的组成结果的合理的参数范围。与这种情况相关的扩散中微子通量被发现是次主导的，但附近的事件可以被IceCube或下一代探测器如IceCube-Gen 2探测到。
2019-10-28 astro-ph.HE
Gravitational Radiation-Driven Chaotic Tide in a White Dwarf-Massive Black Hole Binary as a Source of Repeating X-ray Transients
本研究揭示偏心白矮星-大质量黑洞双星在引力波辐射影响下的潮汐混沌演化机制，其可在更大近心距引发重复潮汐瓦解与准周期X射线爆发，为极端X射线暂现源提供新解释。
2025-06-11 astro-ph.HE
Uncovering Hidden Massive Black Hole Companions with Tidal Disruption Events
本研究聚焦超大质量黑洞双星系统中的较轻黑洞，发现偏心古在-里多夫机制可使其潮汐瓦解事件发生率大幅提升，且其TDE推算质量与星系标度关系的偏差可用于寻找难以探测的超大质量黑洞双星候选体。
2023-06-12 astro-ph.HE
Hydrodynamical simulations of the tidal stripping of binary stars by massive black holes
在星系核中，围绕中心大质量黑洞的低角动量轨道上的恒星可以完全或部分地被黑洞潮汐场破坏，通过气体吸积照亮紧凑的物体。这种现象可以重复，如果恒星，没有完全中断，是在一个封闭的轨道上。由于双星系统中恒星的多样性，双星也可能在潮汐分离后立即经历这样的命运。黑洞对这两个双星的消耗预计将为双峰耀斑提供动力。在本文中，我们执行的第一次，与GADGET 2，一套光滑粒子流体动力学模拟银河系中心黑洞周围的双星在牛顿政权。我们发现，吸积光度光变曲线从双潮汐中断揭示了一个更突出的膝盖，而不是一个双峰，当减少遇到的碰撞参量和提升的质量之间的差异时，离开系统后，二进制分离和质量的同伴。如果其中一颗恒星在双星分离后仍然被束缚在黑洞中，而只是部分被破坏，那么对拐点的探测可以预测周期性吸积光度耀斑的发生。因此，膝盖可能是周期性耀斑的前兆，然后可以预测，跟踪和更好地建模。黑洞质量范围$10^5-10^8 \rm M_{\rm \odot}$的分析估计表明，在质量为$10^6-10^7 \rm M_{\rm \odot}$的黑洞中，膝特征得到增强。
2016-02-03 astro-ph.HE
Relativistic tidal divergences in circular orbits and the dynamics of light rings
本文研究极端致密天体圆轨道上的相对论性潮汐力，发现轨道趋近光环时潮汐力发散，并推测其影响无界天体的非线性稳定性。
2025-10-17 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Theoretical investigation of the occurrence of tidally excited oscillations in massive eccentric binary systems
大质量和中等质量恒星比低质量恒星更频繁地存在于双星系统中。含有大质量主序星（MS）成分的双星通常以偏心轨道为特征，可以作为偏心椭球变星（EEV）观测。轨道相位相关的潮汐位作用于EEV各分量上，可引起潮汐振荡。我们调查的EEV组件的本征模谱和潮汐强迫频率之间的共振的历史取决于系统的初始参数。我们综合了整个MS的20，000个EEV的进化模型。后来，我们计算了每个模型的本征频率。我们只关注$l=2$、$m=0,+2$模式。知道模拟EEV轨道参数的时间变化和两个组成部分的本征频谱的变化，我们能够确定所谓的“共振曲线”，它描述了共振发生的总体机会。我们通过构建共振曲线的基本统计数据并使用机器学习方法（包括均匀流形近似和投影工具）分析其形态来分析共振曲线。从我们的样品EEV共振曲线的特点是惊人的多样性，包括异常长的共振或共振的长期进化时间的情况下发生。两个部件在接近TAMS时可能会受到增加的共振率。平均而言，我们应该更频繁地观察到TEO的EEV包含大质量的组件比中等质量的。对于部件靠近TAMS的EEV，TEO将特别明显。考虑到共振的总数和它们的速率，TEO可能在大质量和中等质量恒星（主要是TAMS附近）的角动量传输中发挥重要作用。
2023-01-02 astro-ph.HE astro-ph.SR
Relativistic effects in the tidal interaction between a white dwarf and a massive black hole in Fermi normal coordinates
我们考虑一个白矮星和一个中等质量的黑洞之间的潮汐相遇。弱的遭遇和那些在破坏的阈值建模。数值代码结合网格为基础的流体力学，光谱方法解决方案的自引力，和广义相对论费米正常坐标系，以下的明星和碎片。费米正规坐标提供了一个扩展的黑洞潮汐场，包括四极矩和更高的多极矩和相对论修正。我们计算了白矮星在弱潮汐相遇时的质量损失。其次，我们仔细计算到恒星的能量沉积，检查非径向和径向模式的激发，表面层加热，质量损失和相对论轨道运动的影响。我们发现的证据表明，轻微的相对论抑制潮汐能转移。潮汐能沉积的轨道能量损失相比，由于重力韧致辐射和合并的损失被用来估计潮汐捕获轨道。加热和部分质量剥离将导致白矮星的膨胀，使恒星在下一次通过时更容易被潮汐破坏。最后，我们研究角动量沉积。通过引入八极潮，我们首次能够计算恒星和碎片的质心的偏转。有了这个观测到的偏转，并考虑到轨道相对论效应，我们直接计算轨道角动量的变化，并显示其与计算的自旋角动量沉积的平衡。
2013-05-08 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Relativistic tidal compressions of a star by a massive black hole
目的：我们研究了恒星煎饼机制，在此过程中，太阳型恒星在其轨道平面内经过接近10^6太阳质量的黑洞时发生潮汐变平。我们模拟了相对论正交压缩过程，并跟踪了相关的激波形成。方法：考虑在非旋转黑洞相对论引力场运动的一维恒星流体动力学模型。为了正确地再现激波剖面，使用Godunov型激波捕获源分裂方法对模型进行了数值求解。结果如下：模拟证实，时空曲率可以引起几个连续的正交压缩的恒星，从而产生几个强大的冲击波。冲击波最终逃离恒星，并反复将恒星表面加热到高能量值。有趣的是，这样的冲击加热可以通过硬X射线或软伽马射线暴的发射，提供一个强烈破坏性的恒星-黑洞相遇的直接观测信号。这样一个过程的时间尺度和能量是一致的一些观察到的事件，如GRB 970815。
2009-10-28 astro-ph.CO astro-ph.HE
The Tidal Disruption of Sun-like Stars by Massive Black Holes
我们提出了第一个模拟的潮汐破坏的恒星与现实的结构和组成的大质量黑洞（BH）。我们建立恒星的恒星演化代码MESA和模拟其中断的三维自适应网格流体动力学代码FLASH，使用扩展的亥姆霍兹状态方程和跟踪49个元素。我们研究了1颗$M_\odot$星和3颗$M_\odot$星在零龄主序（ZAMS）、中年和终龄主序（TAMS）的破坏。由于MS演化导致恒星半径的变化，导致潮汐破裂的最大BH质量增加了$\sim$ 2倍;这相当于BH自旋从0变化到0.75。质量回落率曲线的形状与Guillochon和Ramirez-Ruiz（2013）的多面体结果不同。峰值时间尺度$t_{\rm peak}$随恒星年龄的增加而增加，而峰值回落率$\dot M_{\rm peak}$随年龄的增加而减少，并且这些影响随碰撞参量$β$的增加而减小。对于$10^6 M_\odot$ BH对1颗$M_\odot$星的$β=1$破坏，从ZAMS到TAMS，$t_{\rm peak}$从30天增加到54天，而$\dot M_{\rm peak}$从0.66降至0.14 $M_\odot$ /年。氮、氦和碳的成分异常可能发生在MS星分裂的峰值时间尺度之前，这与“冻结”模型的预测相反。更大质量的恒星可以在更早的时间显示出更强的异常，这意味着成分约束可能是确定被破坏恒星质量的关键。这些模拟预测的丰度异常提供了一个自然的解释，在潮汐中…
2019-08-06 astro-ph.HE astro-ph.SR
