The secular tidal disruption of stars by low-mass Super Massive Black Holes secondaries in galactic nuclei
恒星过于接近超大质量黑洞（SMBH）会产生潮汐破坏事件（TDE）。由于由此产生的恒星碎片可以产生电磁耀斑，因此TDE被认为可以探测星系核中单个SMBH的存在，否则它们会保持黑暗。在本文中，我们将展示恒星轨道IMBH二次扰动的SMBH主要。我们发现，恒星轨道的演变受到严重影响的主要SMBH由于长期的影响和恒星轨道相对于SMBH-IMBH轨道平面的高倾角结束其生命的TDE由于Kozai-Lidov振荡，从而照亮次级SMBH/IMBH。当SMBH的临界质量为$\approx 1.15 \times 10^8$ M $_{\odot}$以上时，老恒星星族中的典型恒星不会发生TDE，因为史瓦西半径超过了潮汐破裂半径。因此，由于这种大规模SMBH造成的任何TDE将保持黑暗。因此，在星系的膨胀质量大于$\approx 4.15\times 10^{10}$ M $_{\odot}$的星系中，不应该观测到TDE，除非还存在质量较低的次级SMBH或IMBH。因此，这里考虑的长期机制产生的TDE提供了一个有用的探测SMBH-SMBH/IMBH在最大质量的星系的二元性。我们进一步表明，TDE率可以是$\approx 10^{-4}-10^{-3}$ yr $^{-1}$，大多数TDE发生在$\approx 0.5$ Myr。最后，我们表明，恒星可能会喷出速度高达数千公里秒$^{-1}$，这可能有助于观察…
2018-08-19 astro-ph.GA astro-ph.HE
Ultrashort-period WD binaries are not undergoing strong tidal heating
本研究通过 MESA 模拟计算双白矮星中的潮汐加热，发现超短周期下 WD 温度显著升高，但观测表明潮汐加热非主导光度，这些热 WD 本质年轻，双星可能形成于短周期且经历了低效率共同包层演化。
2024-01-25 astro-ph.HE astro-ph.SR
Inferring the Presence of Tides in Detached White Dwarf Binaries
潮汐相互作用可以发挥重要作用，因为紧凑的白矮星（WD）双星是由引力波（GW）驱动在一起。这将改变未来天基GW探测器测量的应变演变，并影响合并的潜在结果。调查现在和不久的将来将产生一个前所未有的人口分离WD二进制约束潮汐相互作用。出于这一动机，我总结了一个二进制之间的偏差，只有GW排放的影响下，也经历了一定程度的潮汐锁定的二进制演变。我目前的轨道周期和制动指数的第一和第二导数的解析关系。这些量的测量将允许潮汐相互作用的推断，即使当组件WD的质量没有得到很好的约束。最后，我讨论潮汐加热和它如何提供免费的信息。
2019-09-16 astro-ph.HE astro-ph.SR
Impact of dipolar magnetic fields on gravitational wave strain by galactic binaries
白矮星（WD）和中子星（NS）是宇宙中磁化最强的天体，其磁场可达$10^9\,\mathrm{G}$（WD）和$10^{15}\,\mathrm{G}$（NS）。该星系预计将拥有大约一亿个双WD和数百万个NS-WD双星。在整个任务期间，激光干涉仪空间天线（LISA）将观测一万多个这样的星系双星同时发射的引力波（GW）。本文研究了磁偶极-偶极相互作用对磁性星系双星发出的GW信号的影响。我们推导出这些天体的轨道和旋转运动的长期方程。然后，我们将这些方程的数值和解析。我们的结论是，整体可见的效果是一个额外的长期漂移的平均经度。该漂移与磁矩的乘积成正比，与半长轴的$7/2$幂成反比。最后，我们表明，在零阶偏心率，磁偶极-偶极相互作用移动的LISA测量的引力应变的主要频率。
2022-01-10 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Secular Spin-orbit Resonances of Black Hole Binaries in AGN Disks
本文研究了AGN盘中恒星质量黑洞双星围绕超大质量黑洞演化时的长期自旋-轨道共振，发现该共振可激发高倾斜角和自旋-自旋失准，但受限于吸积模式，该共振在AGN盘中较为罕见。
2023-04-13 astro-ph.HE
Evolution of inspiralling neutron star binaries: effects of tidal interactions and orbital eccentricities
动态形成的中子星双星在发射LIGO/VIRGO波段的引力波时可能具有显著的偏心率。我们使用一组混合方程研究了这种偏心吸气NS双星的潮汐效应。NS被建模为一个可压缩的椭球体，它可以非线性变形，由于潮汐力，而轨道演化处理与后牛顿（PN）理论高达2.5-PN阶。我们发现，在一般情况下，潮汐相互作用可以加速内旋，并导致轨道频率和相位的变化。对于圆形吸气，我们的计算再现以前的线性结果在大的二元分离，但纳入小分离的NS的动力学响应。对于偏心吸气，频率和相移在近心点通道附近有明显的振荡，并且振荡幅度随着偏心度的增加而增加。因此，GW相位也受到潮汐效应的显著影响。在合并时，GW的累积相移可以达到10弧度以上（对于典型的NS质量$1.4M_\odot$和半径11.6 km），远大于圆形螺旋的情况。虽然偏心NS合并的事件率可能很低，这种合并的检测可以提供一个有用的约束NS状态方程。
2020-09-17 astro-ph.HE gr-qc
Detection of Gravitational Wave Emission by Supermassive Black Hole Binaries Through Tidal Disruption Flares
星系合并会产生超大质量黑洞双星，它们在合并之前会发出引力波。我们进行三维流体动力学模拟，研究恒星的潮汐破坏这样的双星在其生命的最后几个世纪。我们发现恒星碎片的气体流在双星势中混沌运动，并在两个黑洞周围形成吸积盘。吸积光变曲线在双星轨道周期内受到相对论性光束的调制。这种周期性信号允许通过观测相隔十多年的两次潮汐破裂事件来检测由于引力波发射而导致的双星轨道的衰减。
2016-10-17 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Approximate Universal Relations among Tidal Parameters for Neutron Star Binaries
核物理中最大的不确定性之一是超核物质的压强和密度之间的关系：状态方程。通过提取中子星的潮汐变形率（或洛夫数），未来对中子星双星的引力波观测可能会消除一些这种不确定性。先前的研究表明，由于个体变形之间的相关性，每个天体的个体变形（啁啾潮汐变形）只能用第二代引力波干涉仪（如Adv. LIGO）测量。为了克服这一点，我们寻找近似普遍的（或状态方程独立）的个人潮汐变形的两个组合之间的关系，这样，一旦其中之一已经被测量，其他可以自动获得和个人的解耦通过这些关系。我们发现一个近似普遍的关系之间的对称和反对称组合的个人潮汐变形，是状态方程不敏感的$20\%$的质量小于$1.7M_\odot$的二进制文件。我们表明，这些关系可以用来消除组合的潮汐参数从列表中的模型参数，从而打破退化，提高参数估计的精度。一个简单的研究表明，通用关系可以提高精度的对称组合的潮汐参数的提取多达一个数量级，使提取的整体精度略优于啁啾潮汐变形。这些新的普适关系和潮汐参数测量精度的提高不仅对天体物理和核物理具有重要意义，而且将影响我们利用引力波探测极端引力和宇宙学的能力。
2018-10-14 astro-ph.HE gr-qc
Tidal Spin-up of Subdwarf B Stars
本研究通过计算真实sdB恒星模型中内部重力波的潮汐激发，积分sdB双星的耦合自旋-轨道演化，得到不同质量sdB双星的潮汐同步临界轨道周期，与观测结果吻合，并预测了同步sdB双星演化形成的快速自转白矮星特性。
2024-10-09 astro-ph.HE astro-ph.SR
Stellar binaries in galactic nuclei: tidally stimulated mergers followed by tidal disruptions
研究了星系核团中双星与大质量黑洞的相互作用。我们认为双星的高度偏心轨道周围的MBH的变化，由于随机的引力相互作用与其他恒星的核星团。轨道的近心点进行随机游走，我们考虑的情况下，这种随机游走慢慢地带来的二进制的希尔斯潮汐分离半径（所谓的空损失锥制度）。然而，我们发现，在大多数情况下，预期的分离并没有发生，而是二进制的成员合并在一起。这是因为双星的偏心率是由与MBH的潮汐相互作用激发的，并且双星内部偏心率的相对偏移量远远超过其内部半长轴。这经常会使近心点间距减小到低于典型恒星直径的值，这会导致相当一部分这样的双星合并（在我们的数值实验中是$\gtrsim 75\%$）。恒星潮汐不会明显改变合并的总速率，但会使双星循环，导致低偏心率、低撞击速度合并的比例很大。一些恒星合并的产物将在$\sim 10^6$年内被MBH潮汐性地破坏。如果合并强烈地增强了合并产物的磁场，这个过程可以解释在一些潮汐破裂事件中观察到的快速相对论性喷流形成。
2017-03-16 astro-ph.GA astro-ph.HE
Stellar binaries incident on supermassive black hole binaries: implications for double tidal disruption events, calcium-rich transients, and hypervelocity stars
通过大量的引力散射实验，分析了恒星双星与超大质量黑洞双星相互作用的结果。大多数的相遇要么导致完整的双星被抛出，要么导致双星潮汐分裂后两颗独立的恒星被抛出。然而，潮汐破坏事件（TDE）和合并只占结果的百分之几，并且是时间上不同的TDE（即，被超大质量黑洞双星的至少一个轨道分开）发生在百分比水平。我们还表明，通过与SMBHB的相互作用，喷出的双星的属性显着改变，其大的偏心率增加合并率，并可能导致远离宿主星系核的引力波inspirals。我们讨论了我们的研究结果的背景下观察到的潮汐破坏事件，超高速恒星，和远程超新星，如富钙瞬变。
2018-08-08 astro-ph.GA astro-ph.HE
Limits on eccentricity excitation by tidally enhanced mass loss in Wolf-Rayet binaries
HUN-REN CSFK Konkoly Observatory（匈牙利科学院CSFK孔科利天文台）；ELTE Eötvös Loránd University, Institute of Physics and Astronomy（厄特沃什·罗兰大学物理与天文学研究所）
该研究通过建模14个Wolf-Rayet双星系统，检验潮汐增强质量损失能否激发高偏心率，发现其激发幅度远低于观测值，表明高偏心率主要源于原生而非WR阶段产生。
2026-09-29 astro-ph.HE astro-ph.SR
Tidal disruptions of close white dwarf binaries by intermediate mass black holes
Indian Institute of Technology Kanpur（坎普尔印度理工学院）；Indian Institute of Technology Kharagpur（卡拉格普尔印度理工学院）
研究通过数值模拟探讨密近白矮星双星与中等质量黑洞的潮汐破坏过程，分析双星位置配置对事件结果的影响，揭示非相同质量双星与相同质量双星在质量回落率、 kicks 速度和引力波等方面的差异。
2026-04-29 astro-ph.HE gr-qc
Tidal Effects in Eccentric Coalescing Neutron Star Binaries
在LIGO/Virgo波段中，动态形成的致密天体双星可能仍然是偏心的。对于偏心双星中的中子星，其基模（f模）在近心处被激发，将轨道的能量转移到中子星的振荡中。我们这个系统的模型耦合的NS f-模式的演化的轨道演化的二进制，因为它循环和走向合并。NS f模式激发通常加速轨道衰减并提前来自系统的引力波信号的相位。我们计算了这种效应如何改变近心通道的时间，并研究了如何合并前的累积相移取决于系统的初始偏心率。这种相移可以是大得多的高偏心合并比圆形合并，并可用于探测NS状态方程。
2019-06-20 astro-ph.HE gr-qc
Leveraging gravitational-wave memory to distinguish neutron star--black hole binaries from black hole binaries
在对一个质量为$\leq 5~M_{\odot}$的致密双星并合系统的引力波观测中，直到潮汐效应的测量给出了中子星或低质量黑洞存在的证据之前，该天体的性质一直是模糊的。在中子星-黑洞（NSBH）双星系统中，潮汐效应的相关性主要取决于伴随黑洞的质量和自旋。当双星系统具有相当的质量和/或具有大的对齐自旋时，这些效应变得非常重要。根据质量和自旋，NS甚至可以在到达最内层稳定圆轨道（ISCO）之前被潮汐破坏。各种潮汐效应的引力波特征被编码在信号的定相中，并且在潮汐中断的情况下，发生信号幅度的突然截止。在这项工作中，我们表明，潮汐效应也可以被捕获的GW信号的非线性记忆。虽然振幅小，但与振荡GW信号相反，非线性记忆存在于低频。我们引入非线性记忆的NSBH和二进制黑洞（BBH）的波形模型，并显示如何添加记忆辅助区分NSBH系统从BBH系统的参数空间的一个更大的部分。我们讨论了LIGO-Virgo最近检测到的感兴趣的事件，并提供了第三代探测器的未来前景，其中非线性记忆可以在仅根据GW信号推断BBH或NSBH合并性质方面发挥至关重要的作用。
2021-12-17 astro-ph.HE gr-qc
Interruption of Tidal Disruption Flares By Supermassive Black Hole Binaries
超大质量黑洞双星是星系合并的产物，在验证λ冷暗物质宇宙学和定位引力波辐射源方面具有重要意义。星系核中SMBHB的独特电磁特征对于识别从红外波段到X射线波段的观测中的双星是必不可少的。近年来，由超大质量黑洞（SMBH）对邻近恒星的潮汐扰动引起的光学、紫外和X射线耀斑已被成功地用于观测探测正常星系中的单个SMBH。在这封信中，我们调查吸积的气体碎片的潮汐破坏恒星的SMBHB。利用三体系统的稳定性分析和数值散射实验，我们表明，恒星碎片气体的吸积，它最初随时间$\propto t^{-5/3}$衰减，将停止在一个时间$T_{\rm tr} \simeq ηT_{\rm b}$。这里，$η\sim0.25$和$T_{\rm b}$是SMBHB的轨道周期。在中断一段时间后，吸积在时间$T_{\rm r} \simeq ξT_b$离散地重现，其中$ξ\sim 1$。$η$和$ξ$敏感地依赖于潮汐扰动星在潮汐半径处的轨道参数和SMBHB的轨道偏心率。恒星碎片气体的中断吸积引起中断的潮汐耀斑，这可以用来确定SMBHB在非活动星系在即将到来的瞬态调查。
2009-11-04 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Dynamical Tides in Compact White Dwarf Binaries: Helium Core White Dwarfs, Tidal Heating, and Observational Signatures
在致密的白矮星（WD）双星系统中，潮汐耗散对WD在质量转移或合并之前的物理条件（如表面温度和自转速率）有重要影响。在这些系统中，占主导地位的潮汐效应涉及重力波的激发和它们在恒星外壳中的耗散。计算了低质量（0.3 M_ \odot）氦核（He）WDs中潮汐激发的重力波振幅随潮汐强迫频率ω的变化。与前一篇论文中研究的碳氧（CO）WDs一样，我们发现无量纲潮汐力矩F（ω）（与有效潮汐品质因数成反比）对ω有不稳定的依赖关系。平均而言，F（ω）的尺度近似为ω^6，He WD的F（ω）比CO WD的F（ω）小几个数量级。我们发现，潮汐扭矩可以开始同步WD旋转时，轨道周期小于约一个小时，虽然几乎恒定的旋转保持即使在小周期。我们研究潮汐激发的重力波在临界层经历非线性断裂或共振吸收，使我们能够估计WD包络中潮汐加热的位置和大小。然后，我们将潮汐加热的MESA恒星演化代码，计算的物理条件的WD作为轨道周期的函数为不同的WD模型。我们发现，潮汐加热作出了显着的贡献，WD光度短周期（~10分钟）的系统，如SDSS J 0651 +2844。我们还发现，对于包含氢包层的WD，潮汐加热可以触发失控的氢壳燃烧，导致质量传递开始之前的新星事件。
2012-12-18 astro-ph.HE astro-ph.SR
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
Resonant tidal excitation of superfluid neutron stars in coalescing binaries
本文研究了超流中子星（NS）双星g模的共振潮汐激发，并探讨了这种潮汐驱动如何影响内旋引力波（GW）信号。以前的这种类型的研究处理NS核心作为一个正常的流体，因此没有考虑其预期的超流性。支持g模式的浮力来源在两种情况下有根本不同：在正常流体核中，浮力是由于质子到中子分数的梯度，而在超流体核中，浮力是由于μ子到μ子的梯度。电子分数。后者产生更强的分层，因此超流NS具有频率高于10 Hz的更密集的g模式谱。因此，当双星扫过GW探测器（如LIGO）的带宽时，更多的g模式经历共振潮汐激发。我们发现，大约10倍以上的轨道能量被转移到g模式振荡，如果NS有一个超流的核心，而不是一个正常的流体核心。然而，因为当轨道衰减更快时，这种能量在螺旋中稍后转移，所以对于超流体和正常流体NS（约0.001-0.01 rad），引力波形中的累积相位误差是相当的。这种幅度的相位误差太小，无法用当前一代GW探测器从单个事件中测量。
2016-12-04 astro-ph.HE gr-qc
General-relativistic treatment of tidal $g$-mode resonances in coalescing binaries of neutron stars. II. As triggers for precursor flares of short gamma-ray bursts
在某些短的伽马射线暴中，观测到了在主事件发生前$\sim$秒出现的前兆耀斑。当轨道频率为几百赫兹时，这些耀斑可能与内旋的最后几个周期有关。在这些最后的周期中，潮汐力可以共振地激发吸气恒星中的准正常模式，导致其振幅迅速增加。已经表明，这些模式可以施加足够强的应变到中子星地壳煽动屈服。由于$g$ -模式的典型频率是$\sim 100\text{ Hz}$，它们与轨道频率的共振与前兆定时相匹配，因此需要进一步研究。采用现实的状态方程和解决的广义相对论脉动方程，我们研究了$g$模式的共振在合并准圆双星，在那里我们考虑不同的恒星自转速率，分层程度，和磁场结构。我们表明，对于某些恒星参数的组合，共振激发的$g_1$ -和$g_2$ -模式可能会导致地壳破裂和触发前兆耀斑。
2021-09-14 astro-ph.HE gr-qc
Can we identify primordial black holes? Tidal tests for subsolar-mass gravitational-wave observations
本文研究如何通过潮汐效应区分亚太阳质量原初黑洞双星与中子星或白矮星等恒星双星，并预测LVK及下一代探测器可高显著性测量或约束潮汐形变，从而验证或排除原初黑洞起源。
2024-07-08 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
An Overabundance of Black Hole X-Ray Binaries in the Galactic Center from Tidal Captures
一个大的人口X射线二进制（XRB）最近发现的中央秒差距内的银河系的Hailey等人。虽然存在的紧凑的对象在这个规模上，由于径向质量分离，本身并不令人惊讶的是，天真地预期的二进制的比例很小，因为如何容易原始二进制的核星团（NSC）的动态热环境中分离。我们认为中央秒差距XRB的形成主要是由黑洞和中子星对恒星的潮汐捕获所决定的。我们使用Fokker-Planck方法模拟了NSC中恒星和致密天体随时间变化的径向密度分布，使用当今的恒星星族和原位大质量恒星（以及致密天体）形成率作为观测约束。在银河系年龄的中央秒差距内积累的~ 10，000 - 40，000个BH中，我们预测目前存在~60 - 200个由潮汐捕获形成的BH-XRB，与Hailey等人观察到的人口一致。我们还使用我们的观测校准模型的NSC预测率的其他异国情调的动力学过程，如恒星的潮汐中断中央超大质量黑洞（~0.0001，每年在z=0）。
2018-06-27 astro-ph.HE
Black Hole Mergers Induced by Tidal Encounters with a Galactic Centre Black Hole
我们讨论了恒星质量的黑洞（BH）合并引起的潮汐遇到一个大规模的BH在银河系中心或潜在的密集星团的属性。大质量黑洞对双星系统的潮汐破坏可以产生超高速恒星。然而，这样的潮汐相遇并不总是导致双星的分裂。由于幸存的双星往往会变得坚硬和古怪，这个过程原则上可以产生BH合并。对于最初的圆形双星，我们表明，引力波（GW）合并时间变得更短的一个因素比$10^{2}$（$10^5$）在$10\%$（$1\%$）的幸存的情况下。这种减少主要是由于在潮汐相遇时双星的离心率增加。我们还研究了幸存者的有效自旋，假设BH自旋最初与二进制轨道角动量对齐。我们发现，二进制取向可以翻转在相反的方向在潮汐遇到。对于具有大的合并时间缩减因子的幸存者，有效尾旋分布是相当平坦的。我们估计，由于潮汐相遇通道的合并率为$\sim 0.6\ \textrm{Gpc}^{-3}\textrm{yr}^{-1}$。这一机制不可能成为BH合并的主导形成渠道。然而，目前和不久的将来，GW观测站预计将检测到大量的BH合并。如果在大质量黑洞附近发现合并（例如，检测到GW透镜回波或之前的极端质量比爆发），这种机制将为它们的起源提供可能的解释。
2019-05-30 astro-ph.HE gr-qc
Upper-twin-peak quasiperiodic oscillation in x-ray binaries and the energy from tidal circularization of relativistic orbits
在低质量X射线双星（LMXB）的功率谱中发现的高频准周期振荡（HF QPO）可以揭示强场区域的引力指纹。利用能量-动量关系，计算了在吸积盘中运行的等离子体团在其微偏心相对论轨道圆化过程中释放的能量。根据以前的工作，我们强调强潮汐力作为机制，以耗散这种能量。我们表明，潮汐作用于集群能够再现所观察到的相干性的上部HF QPO中看到的LMXB与中子星（NS）。团簇释放的能量和相对论性增强可能给出与在高频QPO上层观测到的一致的调制幅度。NS LMXB中高频QPO的振幅和相干性都可以使我们首次揭示中子星周围相对论轨道的潮汐圆化。
2017-11-05 astro-ph.HE
Tidal Disruption of Inclined or Eccentric Binaries by Massive Black Holes
在银河系中心的大质量黑洞（MBH）附近的双星，如Sgr A*，很容易受到潮汐破坏，并喷出一颗超高速恒星。我们研究这样的MBH和圆形双星一般的二进制方向和渗透深度（即二进制渗透到BH周围的潮汐半径）之间的相互作用。我们发现，对于非常深的穿透，所有的二进制被打乱时，二进制旋转轴大致朝向BH或它是在相反的方向。当双星自转轴与BH方向之间的夹角在π/4和3 π/4之间时，幸存的机会变得显著。当双星旋转轴垂直于BH方向时，存活机会高达$\sim$ 20 $\%$。对于非常浅的侵彻体，角度依赖性是相反的，在那里共面外侵彻体轨道具有最低的存活机会（或等效地最脆弱）。我们提供了数值拟合的破坏概率和能量增益在BH遇到作为穿透深度的函数。后者可以简单地重新换算的二进制质量，他们的初始分离和二进制BH的质量比，以评估在各种系统中的一个二进制成员的喷射速度。我们还调查了共面，偏心双星的MBH中断。结果表明，对于高偏心双星逆行轨道有一个显着增加的破坏概率和弹射速度相比，圆形双星。
2018-04-09 astro-ph.GA astro-ph.HE
Anatomy of a slow merger: dissecting secularly-driven inspirals of LIGO/Virgo gravitational wave sources
LIGO/Virgo探测到的数十个紧凑物体合并提出了一个关键的理论问题：最初宽的双星如何足够快地收缩，以便能够在哈勃时间内通过引力波（GW）辐射合并？一类有希望的答案涉及一些外部潮汐扰动长期驱动的二进制偏心率。这种扰动可能是由于第三质点的存在而产生的，在这种情况下，系统表现出Lidov-Kozai（LK）动力学，或者它可以源于双星轨道所在的星团的潮汐场。虽然这些长期的潮汐驱动机制已被彻底研究的情况下，没有GW的排放，当GW包括动力学行为仍然是不完全理解。在本文中，我们认为紧凑的对象二进制驱动合并通过高偏心率激发（双平均，测试粒子四极水平）集群潮汐-其中包括LK驱动的合并作为一个特例-包括广义相对论进动和GW排放的影响。我们第一次提供了一个分析的理解不同的演化阶段的二进制的半长轴，长期振荡的时间尺度，和相空间结构的合并。我们的结果将告知未来的人口合成计算紧凑的对象二进制合并从分层三元组和星团。
2022-07-05 astro-ph.GA astro-ph.HE
Gravitational interactions of stars with supermassive black hole binaries. I. Tidal disruption events
接近星系中心超大质量黑洞（SMBH）的恒星可能会被强大的潮汐力撕裂。我们研究的物理潮汐中断的二元SMBH作为二元质量比$q = M_2 / M_1$和分离$a$的函数，探索参数范围$q \in [0.01, 1]$和$a/r_{t1} \in [10, 1000]$的一个大的点集。我们模拟遇到的领域的明星接近二进制从损失锥抛物线，低角动量轨道。我们提出的中断率和被破坏的恒星的轨道特性，并检查中断后的碎片在“冻结”近似的回退动力学。我们得出结论，计算时间依赖的中断率在二进制的生命周期。在整个过程中，我们使用主质量$M_1 = 10^6 M_\odot$作为我们的中心示例。我们发现，潮汐中断率是一个因素的$\sim 2 - 7$倍大于一个孤立的BH的速率，是独立的$q$为$q \gtrsim 0.2$。在“冻结”模型中，来自接近的、几乎相等质量的双星的破坏可以产生强烈的潮汐回落：对于具有$q \gtrsim 0.2$和$a/r_{t1} \sim 100$的双星，大约$\sim 18 - 40 \%$的破坏将具有短的上升时间（$t_\textrm{rise} \sim 1 - 10$ d）和高度超爱丁顿峰值返回率（$\dot{M}_\textrm{peak} / \dot{M}_\textrm{Edd} \sim 2 \times 10^2 - 3 \times 10^3$）。
2018-02-21 astro-ph.HE
Probing Planckian corrections at the horizon scale with LISA binaries
几个紧凑物体的量子引力模型预测了视界尺度上的微观甚至普朗克修正。我们探讨了测量两个模型独立的，吸烟枪效应，这些修正在引力波的一个紧凑的二进制，即潮汐加热的情况下，潮汐变形的存在。对于未来的天基干涉仪LISA检测的事件，我们表明，潮汐加热的影响占主导地位，并允许一个约束假定的修正到普朗克尺度。用LISA测量潮汐勒夫数更具挑战性，但在乐观的情况下，它可以将超大质量奇异紧凑物体的紧凑性限制到普朗克尺度。我们的分析表明，在1-20 Gpc的高度旋转的超大质量双星提供了在视界尺度上对量子引力效应的无与伦比的测试。
2018-03-02 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Tidal disruptions of separated binaries in galactic nuclei
几个星系已经展示出X射线耀斑，这与中央超大质量黑洞对恒星的潮汐破坏相一致。在这个过程的理论处理中，通常假设恒星最初相对于黑洞处于近似抛物线的轨道上。这样的假设导致最简单的近似为热光度的$t^{-5/3}$衰减，这确实与这种耀斑的光变曲线采样相对较差相一致。我们指出，还有另一种制度，其中的衰变将是不同的：如果一个二进制的潮汐分离和恒星，仍然接近孔最终潮汐中断从一个中等偏心率的轨道，衰变较慢，典型的$\sim t^{-1.2}$。因此，对这种耀斑的光变曲线进行仔细取样可以区分这些过程，并深入了解双星和星系中心的单星的动态。我们使用三体模拟和分析处理来探索这个过程，并讨论当今X射线探测和未来引力波观测的后果。
2012-04-25 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
The Influence of Black Hole Binarity on Tidal Disruption Events
合并是星系演化的标准范式的基础，并为超大质量黑洞双星提供了一种自然形成机制。这样一个双星的形成过程可以直接影响恒星被其中一个黑洞潮汐破坏的速度，而潮汐破坏本身的发光特征可以有一个双星伴星的明显印记。在这一章中，我们回顾了我们目前的理解的影响黑洞二元性的潮汐破裂事件的性质。我们讨论了超大质量黑洞二进制的潮汐中断率，第二个黑洞的影响回落的碎片和吸积流的形成，和超大质量黑洞二进制的潮汐中断事件的检测前景。
2019-09-27 astro-ph.GA astro-ph.HE
Detectability of Population III stellar remnants as X-ray binaries from tidal captures in the local Universe
我们评估的可行性，检测紧凑的对象残留物从人口III（流行III）的恒星在附近密集的星团，在那里他们再次成为明亮的X射线双星（XRB）和潮汐中断事件（TDEs）通过强潮汐遭遇。通过对Pop III恒星的形成进行分析建模，再加上数值模拟预测的头重脚轻的初始质量函数，我们得出了当今银河系（MW）核星团中（活跃）Pop III XRB和TDE的数量为$\sim 0.06-0.3$和$\lesssim 4\times 10^{-6}$，使得任何检测都不太可能。然而，当测量MW和邻近星系团的所有大质量星团时，检测概率可以显着提高。具体来说，我们预测$\sim 1.5-6.5$和$\sim 40-2800$活跃Pop III XRB的MW和室女座集群，分别。我们的Pop III XRB由具有典型质量和光度的$\sim 45$ $\rm M_{\odot}$和$\sim 10^{36}$ $\rm erg\ s^{-1}$的黑洞主导（$\sim 99\%$）。对附近（$\lesssim 30-300$ $\rm Mpc$）星系团进行深入调查，以寻找这样的Pop III XRB，这是下一代X射线望远镜（如ATHENA和LYNX）所能达到的。
2021-09-21 astro-ph.HE
Tidal disruption by extreme mass ratio binaries and application to ASASSN-15lh
在推断中心黑洞质量为$M_h > 10^8 \ M_\odot$的大质量星系中观察到的潮汐破裂事件（TDE）是二元系统中较低质量次级恒星发生TDE的假定候选者。我们使用流体动力学模拟来量化这种TDEs的特性，专注于极端的质量比二进制和MPC分离的碎片流样本的二进制的潜力。初始化的模拟中断轨迹从3体积分的抛物线轨道的恒星相对于二进制质心。最常见的结果被发现是形成一个未绑定的碎片流，要么弱晚期吸积或根本没有吸积。然而，相当一部分流仍然是绑定的，并且这些通常产生呈现多个峰值或急剧下降的结构化回退速率曲线。我们将我们的结果应用于超亮超新星候选者ASASSN-15 lh，并表明其特征，包括其异常的再亮在探测后$\sim 100$天，是一致的潮汐破坏恒星的超大质量黑洞在一个二元系统。
2017-12-01 astro-ph.GA astro-ph.HE
Tidal torque induced by orbital decay in compact object binaries
正如我们在月地系统中观察到的那样，双星系统中的潮汐相互作用可以导致角动量交换。粘度的存在通常被认为是这种转移发生的条件。在本文中，我们将展示如何轨道的演变可以导致持续的扭矩之间的二元组件，即使是无粘体。这种情况最好发生在紧密双星合并的最后阶段，此时轨道连续地被引力波收缩，并在比粘性时间尺度更短的时间尺度上下降。通过这个力矩转移到次级的总轨道能量约为其结合能的0.01。我们进一步表明，这种持续的扭矩引起的差分旋转四极摄动。专门针对次级中子星的情况，我们发现这种非平衡态在合并之前的自由能为10^47-10^48尔格。这种能量可能储存在内部流体运动中，具有相当大的差异旋转。通过利用这个自由能量库，先前存在的弱磁场可以被放大到~10^15高斯的强度。这样一个动力驱动的潮汐力矩可以使一个老的中子星再循环成一个高度磁化的中子星，并在合并时可能产生观测结果。
2012-11-09 astro-ph.HE
Precursor flares of short gamma-ray bursts from crust yielding due to tidal resonances in coalescing binaries of rotating, magnetized neutron stars
GW 170817和GRB 170817 A的同时探测表明，短伽马射线暴可能与中子星-中子星合并事件有关。虽然很罕见，但有些爆发显示出早期发射的情节，在主爆发之前的$\sim 10$秒内观察到前兆耀斑。当恒星因引力波发射而螺旋上升时，相互引潮力的作用导致恒星振荡模的激发，这些振荡模可能与轨道运动发生共振。模式振幅大幅增加，在一段时间的共振潮汐能沉积到恒星。中子星的地壳由于振荡而受到剪切应力，如果共振振幅足够大，可能会变得过度紧张。这种过度紧张可能导致断裂或地震，释放能量，从而在合并之前为前兆活动提供燃料。使用一些简单的麦克劳林球体模型，我们调查的磁场和快速旋转的潮汐强迫$f$ -和$r$ -模式的影响，并连接相关的本征频率与轨道频率相对应的前兆事件，例如，GRB 090510。
2020-03-27 astro-ph.HE
Tidal Excitation of Oscillation Modes in Compact White Dwarf Binaries: I. Linear Theory
研究了周期从几分钟到几小时的致密白矮星双星系统引力模（g模）的潮汐激发。随着系统的轨道通过引力辐射衰减，轨道频率增加，并与白矮星的g模式发生一系列共振。在每一次共振中，潮汐力将g模激发到相对较大的振幅，将轨道能量转移到恒星振荡中。计算了实际非旋转白矮星模型g模的本征频率及其与潮汐场的耦合系数。利用这些模式的属性，我们数值计算的激发模式的振幅在线性近似的轨道通过共振，包括轨道上的模式的反作用。我们还推导出了模式振幅和共振持续时间的解析估计，这些估计准确地再现了我们对大多数二元参数的数值结果。我们发现，g-模式可以激发到无量纲（质量加权）振幅高达0.1，与模式的能量接近$10^{-3}$的引力结合能的恒星。这表明，在双星合并之前的几千年，白矮星可能因潮汐相互作用而显着升温。然而，需要更多的研究，因为激发的振荡模式的物理振幅在恒星的外层变得高度非线性，这可以减少潮汐激发获得的模式振幅。
2012-09-20 astro-ph.HE
Partial Tidal Disruption Events by Intermediate-mass Black Holes in Supermassive and Intermediate-mass Black Hole Binaries
本文利用 N 体模拟研究 SMBH-IMBH 双星中 IMBH 诱发的 PTDEs，指出其占多数并可造成重复耀发，且能解释 ASASSN-14ko 的周期与周期导数。
2024-02-29 astro-ph.HE
Tidal Disruption Event Demographics in Supermassive Black Hole Binaries Over Cosmic Times
本研究通过模拟SMBH双星探究TDE速率随质量和红移的变化，发现双星系统TDE速率随质量增加，与单SMBH趋势相反，为解释观测速率和约束双星比例提供了可测试框架。
2025-07-10 astro-ph.GA astro-ph.HE
Tidal disruption events from supermassive black hole binaries
研究了超大质量黑洞（SMBH）双星对恒星的潮汐扰动的扰动前引力动力学和扰动后流体动力学。我们专注于相对较低的质量原色（$10^6M_{\odot}$），中等质量比，分离与合理的长引力波inspiral时间（几十万年）。首先，我们产生一个大的合奏（1和10万之间）的限制三体积分，以量化的统计特性的潮汐中断圆形SMBH二进制初始未绑定的恒星。与单个SMBH破坏的参考情况相比，二元势在破坏点处引起恒星的比能量和角动量的显着变化。第二，我们使用牛顿数值流体力学研究的详细演变的后备碎片从120个中断随机选择的三体合奏（不包括最深的穿透遇到）。我们发现，碎片的整体形态被大大改变的存在下的第二个黑洞，吸积率的历史显示了广泛的行为，包括数量级下降和过剩的控制模拟，其中只包括一个黑洞。在某些情况下，复杂的演化持续了双星的许多轨道周期。我们在与双轨道周期相关的时间尺度上的吸积曲线中找到了功率的证据，尽管没有确切的周期性。我们讨论了我们的研究结果在未来的宽场调查的背景下，并评论的前景，确定和表征的事件发生在核与二进制SMBHs的子集。
2016-11-15 astro-ph.GA astro-ph.HE
Gravitational waves from dynamical tides in white dwarf binaries
研究了潮汐强迫对LISA、DECIGO和BBO频段（$0.1-100\,{\rm mHz}$）潮汐弛豫白矮星对引力波信号的影响。我们表明，恒星不处于流体静力平衡（在自己的旋转框架），潮汐力将导致能量和角动量之间的轨道和恒星的交换，从而变形的轨道和生产引力波功率谐波不激发完美的圆形同步双星。这种效应不存在于通常的轨道平均处理的平衡潮汐，是类似于过境时间的变化，在多行星系统。它应该存在于所有的LISA白矮星对，因为引力波带走角动量的速度比潮汐扭矩可以同步自旋，当质量转移发生时，至少有八个LISA验证双星。由于激发谐波的应变振幅直接取决于恒星的密度分布，引力波天文学提供了研究白矮星内部结构的可能性，补充了从脉动白矮星的星震学获得的信息。由于绝大多数的白矮星对在这个频段预计将在准圆状态，我们在这里集中在这些双星，提供一般的解析表达式的诱导偏心率和应变振幅的依赖性的恒星拱点运动常数和它们的半径和质量比。潮汐耗散和重力波阻尼将影响这里给出的结果，并将在其他地方考虑。
2019-11-15 astro-ph.EP astro-ph.HE
Recurring flares from supermassive black hole binaries: implications for tidal disruption candidates and OJ 287
我讨论的可能性，吸积超大质量黑洞（SMBH）的二进制文件与子秒差距的分离周期性地重复发光爆发，中断相对平静的时期。这一假设的动机是由嵌入进积盘中的双星模拟中通常发现的两个特征：（i）在双星周围形成一个中心的低密度空腔，以及（ii）气体泄漏到这个空腔中，每个轨道发生一次通过近径向轨迹上的离散流。第一个特征将减少系统相对于由单个SMBH供电的活动星系核的紧急光学/UV通量，而第二个特征可以触发光度的准周期波动。我认为，准周期吸积签名可能比以前认为的更戏剧性，因为下落的气体流可以强烈冲击热通过自碰撞和潮汐压缩，从而提高粘性吸积。任何光学上厚的气体，如果围绕着两个SMBH中的任何一个旋转，都可以在下一对气流沉积之前吸积，从而为每个轨道上重复出现的短暂的发光耀斑提供燃料。由于吸积事件之间的流量减少，这种腔吸积耀斑可能被误认为是恒星在静止核中的潮汐破裂。如果观测到耀斑的准周期重现，或者如果它们是由非常大质量的SMBH产生的，而SMBH不能破坏太阳型恒星，那么耀斑就可以与潮汐破坏事件区分开来。它们可能在LSST或eROSITA等调查中偶然发现。我提出了一个启发式的玩具模型作为概念证明的生产空腔吸积耀斑，并产生模拟光变曲线和specta。我也适用于活跃的星系OJ 287，其生产的准周期光学耀斑对长期以来一直助长猜测，它的主机SMBH二进制的模型。
2013-06-24 astro-ph.CO astro-ph.HE
