Partial Tidal Disruption of Main-Sequence Stars by Intermediate-Mass Black Holes
本研究通过流体动力学模拟,探讨了主序恒星与中等质量黑洞的近距离遭遇,发现较强遭遇导致更多质量损失,且抛射前近心点通过次数随黑洞质量增加而减少,周期性耀发可指示部分潮汐瓦解事件。
2023-05-12 astro-ph.HE
Tidal Dissipation and Evolution of White Dwarfs Around Massive Black Holes: An Eccentric Path to Tidal Disruption
被捕获到大质量黑洞(MBH)高偏心率轨道上的白矮星(WD)在潮汐破裂之前可能会经历多次近心通道。在这些通道中,MBH的潮汐势激发WD中的内部振荡或波,并且这些振荡的耗散可以显著地影响WD在其中断之前的物理性质。我们计算的潮汐激发的重力(浮力)波的振幅在WD作为一个函数的近心距离和偏心率为现实的WD模型,假设这些传出的重力波有效地消散在外层的WD的非线性效应或辐射阻尼。得到了潮汐能量和角动量传递率以及潮汐加热率的拟合公式。我们发现,这些动力潮汐是远远弱于引力辐射驱动的轨道衰变的WD-MBH二进制,他们也是无效的改变WD自旋在轨道演化过程中。将我们计算的潮汐耗散率转换为基于MESA的WD演化代码,我们发现潮汐加热可以导致WD明显的增亮,并可能在WD发生潮汐破坏之前在氢包层中引起失控融合。
2016-12-21 astro-ph.HE
High-energy emission from tidal disruption events in active galactic nuclei
发生在活动星系核中的潮汐破裂事件不同于一般的潮汐破裂事件。在这些事件中,返回的潮汐碎屑流钻过流近心附近的活动星系核吸积盘,在此过程中破坏了内部的吸积盘,然后与吸积盘第二次相交,其半径范围从几倍到几百倍的近心距离。这类碰撞爆炸效应的碎片动力学,以及由此产生的外观,都与普通碰撞爆炸效应不同。在这里,我们探索的观测签名的“第二次影响”的流与磁盘。当稀气流被密度较大的圆盘阻挡时,强激波就形成了。受冲击物质的康普顿冷却产生硬X射线,甚至软伽马射线,其中大部分能量在~10 keV和1 MeV之间发射。光度遵循质量返回率,峰值在~ $10^{42}$和$10^{44}$ erg/s之间。X射线硬度和光变曲线的平滑度为区分第二次撞击和普通活动星系核耀斑提供了可能的手段,后者表现出更柔和的光谱和更不规则的光变曲线。
2021-04-30 astro-ph.HE
The nozzle shock in tidal disruption events
当一颗恒星被超大质量黑洞的强大潮汐力撕裂时,潮汐破裂事件(TDE)就会发生,这会导致碎片流的形成,部分碎片流会落回紧凑的物体。这种气体沿着倾斜的轨道面运动,这些轨道面在近心点附近相交,导致所谓的“喷嘴激波”。我们进行这种相互作用的第一个专门的研究,利用一个二维的模拟,下面的横向气体演化内一个给定的部分流。这种数值方法避免了缺乏解决方案遇到的近心通道在全球三维模拟使用粒子为基础的方法。当它向内移动时,我们发现气体运动是纯粹的弹道运动,在近心点附近引起强烈的垂直压缩,将气流挤压成薄片。耗散发生在所产生的喷嘴激波处,引起压力上升,导致塌陷气体反弹,尽管没有赋予显著的净膨胀。当它后退到更大的距离时,尽管有压力的影响,这种物质继续膨胀,同时保持薄。这种气体演化指定了随后的自穿越激波的强度,我们发现它比以前估计的更受黑洞自旋的影响。我们还评估了广义相对论效应、粘性耗散、磁场和辐射过程对喷管激波的影响。这项研究代表了对TDE理论理解的重要一步,弥合了我们对回退率的强大知识与更复杂的后续阶段之间的差距,在此期间发生了大部分排放。
2022-01-17 astro-ph.HE
Binary Stars Approaching Supermassive Black Holes: Tidal Break-up, Double Stellar Disruptions and Stellar Collision
本研究通过三体散射实验探讨了双星接近超大质量黑洞时的结果,发现轻度接触后碰撞合并产物被弹射,深度接触中碰撞产物被黑洞束缚,进而可能产生奇特恒星、吸积耀斑和重复部分潮汐瓦解事件。
2024-11-16 astro-ph.HE
Partial, zombie, and full tidal disruption of stars by supermassive black holes
我们提出了长期的数值模拟模拟的潮汐破坏的恒星建模与准确的恒星结构和跨越一系列的近心点距离,对应的情况下,恒星部分和完全中断。我们证实的预测,后期的幂律指数的回落率$n_{\infty} \simeq -5/3$的全部中断,而部分中断-在其中的中央部分的明星生存完整的潮汐相遇-我们表明,$n_{\infty} \simeq -9/4$。对于近心点距离接近于完全破坏和部分破坏的模拟子集,我们发现恒星核心可以在恒星被完全摧毁后重新形成;对于这些事件,僵尸核心的能量略为正值,这导致了从$n \simeq -9/4$到$n \simeq -5/3$的晚期演化。我们发现,自引力可以产生一个$n(t)$偏离$n_{\infty}$的一个小的,但显着的金额为几年后中断。在一个特定的情况下,与恒星近心点附近的临界值,我们发现自引力也驱动器的碎片流的中心区域重新崩溃成一个集合的几个核心,而其余的流保持相对平稳。我们还表明,这是可能的幸存的恒星核心在部分中断,以获得一个拱盘,是从快速旋转的核心脱落。最后,我们提供了一个新的分析拟合功能的回退率,也可能是有用的,在一系列的上下文超越TDE。
2021-08-09 astro-ph.HE
Tidal disruption of stars in a supermassive black hole binary system: the influence of orbital properties on fallback and accretion rates
恒星被超大质量黑洞破坏时会产生突然的明亮耀斑。以前的研究主要集中在单个黑洞的破坏,其回落率衰减为~ $\propto t^{-5/3}$。在本文中,我们概括的情况下,一个超大质量黑洞二进制(SMBHB)的研究,使用分析估计和流体动力学模拟,寻找具体的可观察到的签名。对于质量为$\sim 10^6M_{\odot}$的一元黑洞,可以区分单个黑洞或双星黑洞产生的破裂的双星分离范围通常涉及几个毫秒差距量级的分离。当回退率受次级影响时,它会经历两种类型的中断,这取决于恒星轨道相对于SMBHB平面的初始倾角$θ$。对于$θ\lesssim 70^\circ$,周期性的急剧中断发生和第一次中断的时间取决于次级黑洞与碎片的距离。如果为$θ\gtrsim 70^\circ$,则发生第一次平滑中断,但并不总是随后进一步恢复回退速率。这意味着SMBHB周围的大多数TDE将经历其光变曲线的周期性急剧中断。
2018-03-13 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
Global Simulations of Tidal Disruption Event Disk Formation via Stream Injection in GRRMHD
我们使用广义相对论辐射磁流体动力学程序\verb =KORAL=来模拟吸积盘形成的早期阶段所造成的潮汐破坏的太阳质量的恒星周围的超大质量黑洞(BH)的质量$10^6\,M_\odot$。我们模拟了破坏人为更多的束缚星与轨道偏心率$e\leq0.99$(相比更现实的情况下,抛物轨道与$e=1$)在近轨道上的影响参数$β\geq3$。我们使用了一种新的方法,将潮汐流注入域。对于两个模拟,我们选择$e=0.99$和注入质量的速度,这是类似于现实的TDE。我们发现,磁盘只变得温和的圆形偏心$e\approx0.6$内的$3.5$天,我们模拟。近心点半径越靠近BH,环化速率越快。发射的辐射是温和的超爱丁顿与$L_{\rm{bol}}\approx3-5\,L_{\rm{Edd}}$和光球是高度不对称的光球是显着更接近内吸积盘的视角接近近中点。我们发现,软X射线辐射与$T_{\rm{rad}} \approx 3-5\times 10^5$ K可能是可见的机会视角。我们的模拟预测,TDE应该是辐射效率低的$η\approx0.009-0.014$。这是第一次同时捕捉流,盘形成和发射辐射的模拟。
2021-05-20 astro-ph.HE
Lense-Thirring precession around supermassive black holes during tidal disruption events
当一颗恒星漫游到足够接近黑洞的地方,被它的潮汐力扰乱时,就会发生潮汐破坏事件(TDE)。潮汐破裂恒星的碎片预计将在超大质量黑洞周围形成一个吸积盘。这些事件的光变曲线有时显示出准周期性的通量调制,这可能与由于透镜-瑟林(“框架拖曳”)效应而导致的吸积盘的进动有关。由于恒星的初始轨道通常相对于黑洞的旋转是倾斜的,这种不对准加上透镜-瑟林效应导致了圆盘的扭曲。在本文中,我们提供了一个简单的系统模型,该系统由围绕旋转的超大质量黑洞的厚而窄的吸积盘组成,目的是:(a)计算作为系统参数的函数的预期进动周期,(b)讨论为了具有刚性进动而必须满足的条件,(c)研究对准过程,突出了不同的机制如何发挥作用,导致光盘和黑洞角动量对齐。
2015-10-16 astro-ph.HE
Unexpectedly Weak General Relativistic Effects in Strongly Relativistic Tidal Disruption Events
JILA, University of Colorado and National Institute of Standards and Technology(科罗拉多大学JILA与国家标准与技术研究院);Department of Astrophysical and Planetary Sciences, University of Colorado(科罗拉多大学天体物理与行星科学系);Max-Planck-Institut für Astrophysik(马克斯·普朗克天体物理学研究所);Physics and Astronomy Department, Johns Hopkins University(约翰斯·霍普金斯大学物理与天文系);Racah Institute of Physics, The Hebrew University of Jerusalem(耶路撒冷希伯来大学拉卡物理研究所)
研究发现强相对论潮汐破坏事件中,即使在强相对论条件下,潮汐破坏事件的演化与弱相对论情况相似,碎片保持高偏心率,冲击而非吸积驱动事件。
2026-05-02 astro-ph.HE gr-qc
The Tidal Disruption of Giant Stars and Their Contribution to the Flaring Supermassive Black Hole Population
类太阳恒星被认为经常被星系核内的超大质量黑洞(SMBH)破坏。然而,随着恒星从主序星演化出来,它们对潮汐破裂的脆弱性急剧增加,因为它们发展出一个由致密的核心和纤细的外壳组成的分叉结构。在这里,我们提出了第一个流体动力学模拟的巨大恒星的潮汐破裂,并表明,核心有一个重大的影响,恒星的生存能力的遭遇。具有更大质量核心的恒星即使在深度碰撞中也保留了大部分的包层质量。由巨星分裂产生的吸积耀斑应该会持续数十至数百年。它们在瞬时搜索中的特征信号不是通常与潮汐破坏事件相关的$t^{-5/3}$衰减,而是在数月至数年的时间尺度上亮度的许多数量级的相关上升。我们计算不同的演化阶段的恒星在典型的银河系中心的相对中断率,然后使用我们的结果产生预期的耀斑事件人口的蒙特卡罗实现。我们发现,人口统计的潮汐破裂耀斑是强烈依赖于恒星和黑洞的质量,特别是接近极限SMBH质量尺度的$\sim 10^8 M_\odot$。在这个黑洞质量,我们预测一个急剧的转变,在SMBH耀斑饮食超出所有可观察到的中断产生的演化恒星,伴随着一个戏剧性的截止在整体潮汐中断耀斑率。质量小于这个极限质量尺度的黑洞将显示来自主序星和演化恒星的可观测耀斑,其中巨星贡献了高达10%的事件率。在不同演化状态下被破坏的恒星的相对比例可以限制我们星系核以外的其他星系核中恒星的性质和分布。
2012-06-13 astro-ph.HE
On the origin of anomalous dissipation in simulations of tidal disruption events
School of Physics and Astronomy, University of Leeds(利兹大学物理与天文学院);Department of Physics, Syracuse University(锡拉丘兹大学物理系);Department of Astrophysical Sciences, Princeton University(普林斯顿大学天体科学系)
研究探讨了潮汐破坏事件中星体碎片如何通过非数值机制耗散并形成盘状结构,指出数值算法对流体扩张和收缩性质的依赖是导致异常耗散的原因。
2026-05-19 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Hydrodynamical moving-mesh simulations of the tidal disruption of stars by supermassive black holes
当一颗恒星靠近黑洞时,它可能会在潮汐破裂事件(TDE)中被引力拉开。由TDE产生的耀斑是位于大多数星系中心的静止超大质量黑洞(SMBH)的独特示踪剂。特别是,这种耀斑的出现和随后的光变曲线的衰减都对恒星是否被潮汐场部分或全部摧毁很敏感。然而,对碎片的破坏和回落的物理学仍然知之甚少。我们在这里模拟流体动力学演化的现实明星,因为他们接近SMBH抛物线轨道上,第一次使用移动网格代码AREPO,这是特别适合的问题,通过其相结合的准拉格朗日行为,低平流误差,高精度典型的网格为基础的技术。我们研究了一套不同的碰撞参量的模拟,使我们能够确定的临界距离,在该恒星完全中断,能量分布和回落率的碎片,以及流体动力学演化的恒星残骸的情况下,部分中断。有趣的是,我们发现,残留的核心的内部演化强烈影响的持续性的旋涡激发的潮汐相互作用。这些应该是强磁场放大的地点,相关的混合可能会深刻地改变潮汐修剪恒星的后续演化。
2019-05-16 astro-ph.HE
Bridging Roche Lobe Overflow and micro-TDEs: The Runaway Evolution of Eccentric Mass Transfer in Star-Black Hole Binaries
Tsung-Dao Lee Institute, Shanghai Jiao-Tong University(上海交大李政道研究所);Department of Physics, College of Sciences, Shanghai University(上海大学理学院);Department of Astronomy, Center for Astrophysics and Planetary Science, Cornell University(康奈尔大学天文学系天体物理学与行星科学中心)
通过SPH模拟研究太阳类似星与10倍太阳质量恒星级黑洞在偏心轨道上的质量传输,揭示了两种演化路径:失控瓦解(产生超爱丁顿吸积流和快速X射线/紫外或蓝色/光学暂现)和稳定质量传输(产生重复准周期耀发)。
2026-06-03 astro-ph.HE
Tidal disruption jets of supermassive black holes as hidden sources of cosmic rays: explaining the IceCube TeV-PeV neutrinos
产生高能中微子的宇宙射线相互作用也不可避免地产生高能伽马射线,这些伽马射线在逃离源后最终成为弥漫的高能伽马射线背景。最近的研究发现,IceCube探测到的$\sim30$ TeV的高通量中微子导致了超过费米各向同性γ射线背景的10-100 GeV的累积γ射线通量,这意味着中微子是由隐藏的宇宙射线源产生的,其中GeV-TeV的γ射线是不透明的。在这里,我们认为,相对论喷流的潮汐破裂事件(TDE)的超大质量黑洞是这样的隐藏源。我们考虑了在黑洞周围一个扩展的光学厚包层中的喷流传播,这是由破裂过程中喷出的物质引起的。虽然强大的喷气机可以从信封中挣脱出来,但不太强大的喷气机将被扼杀在信封中。喷流通过内部冲击或反向冲击加速宇宙射线,并通过与周围致密介质或光子的相互作用进一步产生中微子。到目前为止发现的所有三个TDE喷流都没有被费米/LAT探测到,这表明GeV-TeV的伽马射线被这些喷流吸收。来自TDE喷流的累积中微子通量可以解释IceCube在PeV能量下观察到的中微子通量,并且如果大多数TDE中存在较弱的阻塞喷流,则也可以解释$\sim30$ TeV下的较高通量。
2015-12-29 astro-ph.HE
Eccentric Tidal Disruption Event Disks around Supermassive Black Holes: Dynamics and Thermal Emission
在超大质量黑洞(SMBH)周围的恒星发生潮汐破裂事件(TDE)后,如果恒星碎片流迅速循环并形成致密盘,TDE辐射将在软X射线或远紫外(UV)波段达到峰值。事实上,许多TDE候选人被观察到在近紫外和光学峰值的挑战传统的TDE排放模型。通过理想化的磁盘作为一个嵌套的序列的椭圆轨道,通过压力的传播,并加热的能量耗散在圆化的近抛物线的碎片流,我们调查的动力学和热发射的高度偏心TDE磁盘,包括广义相对论拱进动的SMBH的效果。我们计算的属性均匀进动,apperialally对齐,和高偏心TDE磁盘,并发现高偏心磁盘解决方案存在现实的TDE属性(SMBH和恒星质量,近心点距离等)。考虑到近拱点(远拱点)附近的压缩加热(冷却),我们发现我们理想化的偏心盘模型可以产生与许多光学明亮的TDE候选者的X射线和UV/光学光度一致的发射。我们的工作试图量化的热发射预计从冲击加热模型的TDE排放,并发现流-流碰撞是一个有前途的方式来供电光学明亮的TDE。
2020-11-10 astro-ph.HE
Probing the Sub-Parsec Dust of a Supermassive Black Hole with the Tidal Disruption Event AT 2020mot
研究通过 AT 2020mot 的 i 波段超亮与近红外尘埃回波建模,探测到距 6×10^6 M⊙ 黑洞约 0.1 秒差距的薄尘埃环,覆盖因子不超过 2%。
2023-07-14 astro-ph.HE
Disruptions of stars and binary systems on chaotic orbits in an axisymmetric Milky Way center
本文利用银河系中心200 pc的观测基准模型,发现低z角动量轨道普遍混沌,并证明混沌轨道导致的无碰撞瓦解率可比二体散射碰撞率高出数量级,对超高速星和潮汐瓦解事件产生及物质抛射方向具有重要影响。
2025-07-17 astro-ph.GA astro-ph.HE
Supermassive black hole mass inference with the optical flares of tidal disruption events
School of Natural Sciences, Institute for Advanced Study(自然科学学院,高等研究院)
本文提出利用TDE光学闪光与热X射线连续体的关系推断黑洞质量,提供公开代码TDEFLARE并讨论Malmquist-Hills偏差。
2026-01-20 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
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
Numerical-relativity simulation for tidal disruption of white dwarfs by a supermassive black hole
本文在全广义相对论框架下数值模拟了超大质量黑洞对白矮星的潮汐撕裂,证实典型白矮星在特定质量黑洞的临界束缚轨道附近会被撕裂。
2023-04-03 astro-ph.HE gr-qc
Tidal Disruption Event Disks around Supermassive Black Holes: Disk Warp and Inclination Evolution
恒星围绕超大质量黑洞发生潮汐破裂事件后,束缚的恒星碎片迅速形成一个吸积盘。如果吸积盘与旋转的SMBH的赤道面不对齐,吸积盘将被驱动进入围绕SMBH的旋转轴的Lense-Thirring进动,可能影响TDE的光变曲线。我们进行了这样的磁盘的本征模分析,以了解磁盘的翘曲结构,进动和倾角演变的磁盘和SMBH的属性的影响。我们发现一个振荡翘曲可能会发展作为一个结果,强非开普勒运动附近的SMBH。全球磁盘的进动频率匹配的透镜-Thirring进动频率的刚性磁盘旋转黑洞周围的磁盘的吸积率高时,在几个因素,但在低吸积率显着偏离。粘性在几天到几年的时间尺度内将盘与SMBH的赤道平面对齐,这取决于盘的吸积速率,粘性和SMBH的质量。我们还研究了回退材料对TDE盘的翘曲演化的影响,发现回退扭矩使TDE盘与SMBH的赤道平面在几天到几十天内对齐。我们的研究结果的TDE排放依赖于不断变化的磁盘方向的视线来解释观测模型的限制。
2019-06-11 astro-ph.HE
The Impact of Bound Stellar Orbits and General Relativity on the Temporal Behavior of Tidal Disruption Flares
我们对被大质量黑洞潮汐破坏的恒星进行了广义相对论粒子模拟。当一颗恒星在一个中等偏心率的束缚轨道而不是抛物线轨道上被破坏时,所产生的恒星碎片的时间行为发生了质的变化。碎片最初都是绑定的,在很短的时间内返回近心点-原始恒星轨道时间尺度。因此,所得到的回退速率可以比爱丁顿速率高得多。此外,如果恒星在黑洞附近被破坏,在广义相对论很重要的情况下,恒星和碎片轨道显示出广义相对论性的岁差。拱点岁差可使碎片流在经过几次轨道后自行交叉,可能导致碎片快速能量耗散。如果恒星在围绕旋转黑洞的倾斜轨道上被破坏,节点岁差会降低自相交的概率,并且圆化可能需要许多动力学时间尺度,延迟耀斑活动的开始。粒子动力学的检查表明,具有短的持续时间的准周期耀斑,产生时的潮汐流的中心通过近心,可能会发生在早期的光变曲线。后期的光变曲线可能仍然表现出幂律的行为,这是一般的磁盘吸积过程。今后调查的探测触发器应扩大到在事件进入渐近衰减阶段之前捕获这种“非标准”短期耀斑活动,因为这种活动可能对黑洞自旋等物理参数更敏感。
2013-09-18 astro-ph.HE
Converged simulations of the nozzle shock in tidal disruption events
Monash University(莫纳什大学);OzGrav: The ARC Centre of Excellence for Gravitational Wave Discovery(OzGrav:ARC引力波发现卓越中心);University of Warwick(华威大学);Centre for Exoplanets and Habitability, University of Warwick(华威系外行星与宜居性研究中心);Department of Physics, University of Warwick(华威大学物理系);Univ. Grenoble Alpes, CNRS, IPAG(格勒诺布尔阿尔卑斯大学、法国国家科学研究中心、IPAG)
本文通过自适应粒子细化方法,研究了潮汐破坏事件中喷嘴激波的能量耗散,发现其耗散量极小,对TDE演化影响不大。
2025-10-06 astro-ph.HE gr-qc
GRRMHD Simulations of Tidal Disruption Event Accretion Disks around Supermassive Black Holes: Jet Formation, Spectra, and Detectability
利用广义相对论辐射MHD(GRRMHD)模拟了由潮汐扰动事件(TDE)形成的超爱丁顿黑洞(BH)吸积盘。我们考虑基准的情况下,太阳质量的恒星在一个温和的穿透轨道被一个超大质量BH的质量$10^6 \, M_\odot$破坏,并考虑峰值回落率的时代。我们对模拟数据进行后处理以计算视角相关光谱。我们进行了一个参数的研究作为BH自旋和磁通量的函数的吸积盘的动力学,并计算模型光谱作为观察者的视角的函数。我们还考虑基于模型光谱的检测限。我们发现,一个吸积盘与一个相对较弱的磁场周围的BH(所谓的SANE制度的吸积)不发射相对论性喷流,无论BH是旋转。这种模式合理地再现了非喷流TDE的几个观测特性。对于具有强磁场(MAD区域)的非旋转BH也是如此。我们的一个模拟有一个快速旋转的BH(自旋参数0.9)以及一个MAD吸积盘。这个模型发射了一个强大的相对论性喷流,它是由BH自旋能量驱动的。它令人惊讶地再现了喷射的TDE Swift J1644+57的高能量发射和喷射结构。因此,喷射TDE可能对应于具有快速旋转BH和MAD吸积的TDE系统的子集。
2018-11-16 astro-ph.HE
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
The dynamics, appearance and demographics of relativistic jets triggered by tidal disruption of stars in quiescent supermassive black holes
我们研究的后果模型中,相对论性喷流可以被触发在静止的大质量黑洞时,一个几何厚和热的吸积盘形式作为一个恒星的潮汐破裂的结果。为了估计喷流的功率、推力和寿命,我们使用了通过详细的流体动力学模拟恒星潮汐破裂计算出的黑洞的质量吸积历史。我们接着确定了各种类型的静止星系核中的星际介质的状态,并描述了这种外部物质如何影响穿过它的喷流。我们使用这些信息,结合相对论流结构的二维流体动力学模型,来研究喷流的动力学,其传播受环境的密度分层和其注入历史的调节。从一维到二维的转变涉及对称性的破坏是至关重要的,并导致定性的新现象。Swift 1644+57/GRB 110328 A事件的许多观测性质可以理解为是类太阳恒星分裂后,$10^6 M_\odot$中心质量黑洞吸积和驱动喷流的结果。由于潮汐半径附近的不稳定性驱动的进给速率的变化,我们发现,我们的模型可以解释X射线光变曲线,而不调用一个罕见的深遇到的随机贡献的光度。结合当地宇宙中黑洞的数量密度,我们假设产生斯威夫特事件所需的条件并不反常,但实际上是由潮汐中断引起的喷气驱动的耀斑人口的代表。[删节]
2012-05-07 astro-ph.HE
ELT Contributions to Tidal Disruption Events
ELT系统具有大口径和灵敏的光学和近红外成像光谱仪,将对研究被超大质量黑洞撕裂的恒星作出重大贡献。
2019-03-04 astro-ph.HE
Post-periapsis pancakes: sustenance for self-gravity in tidal disruption events
当恒星被超大质量黑洞的引力场摧毁时,会发生潮汐破裂事件,产生碎片流,碎片流的演变最终决定了事件的观测性质。在这里,我们表明,一个后近心点焦散-一个位置的气体包裹组成的流的轨迹将崩溃成一个二维的表面,如果他们只在引力场的孔-发生时,恒星的近心距离的顺序是潮汐半径的孔。它表明,这种“煎饼”诱导显着的密度扰动的碎片流,并为更硬的状态方程(绝热指数$γ\gtrsim 5/3$),这些波动足以重力不稳定的流,导致其分裂成绑定团块。我们的研究结果进行了讨论的背景下,潮汐中断事件的观测特性。
2015-10-27 astro-ph.HE
The persistence of pancakes and the revival of self-gravity in tidal disruption events
恒星被超大质量黑洞(SMBH)的潮汐摧毁后会产生明亮的吸积耀斑,而对这种潮汐破裂事件(TDEs)的理论建模可以提供一种直接的手段来从观测中推断SMBH的性质。以前的研究表明,具有$β= r_{\rm t}/r_{\rm p} = 1$的TDEs,其中$r_{\rm t}$是潮汐破裂半径,$r_{\rm p}$是恒星的近心距离,形成了一个面内焦散,或"煎饼“,其中潮汐破裂的碎片被压缩成恒星轨道平面内的一维线。在这里,我们表明,这一结果一般适用于所有的TDE的明星是完全中断,即,满足$β\gtrsim 1$。我们发现,这个焦散的位置总是在恒星的潮汐破裂半径之外,并且焦散附近的气体的压缩最多是温和的超音速,这导致气体密度在黑洞的潮汐密度以上的绝热增加。因此,即使对于大的$β$,这种面内煎饼也恢复了自重力的影响,与最近的模拟一致。这一发现表明,对于所有的TDE中,恒星被完全破坏,自引力复活后近心,保持狭窄的碎片流限制在其横向方向,并使碎片倾向于重力不稳定。
2020-08-27 astro-ph.GA astro-ph.HE
Confrontation of Observation and Theory: High Frequency QPOs in X-ray Binaries, Tidal Disruption Events, and Active Galactic Nuclei
我们汇编观测的高频准周期振荡(QPO)周围的黑洞,恒星和超大质量,并比较它们的位置在参数空间的黑洞质量,自旋和振荡频率。我们发现,超大质量黑洞占据一个单独的区域的参数空间比恒星,并进一步,QPO看到周围的潮汐破裂事件,而不是Seyfer-type活动星系核占据一个完全不同的空间。然后,我们比较这些结果的轨道共振,diskoseismic,翘曲盘,和磁盘喷流耦合理论模型的起源,高频QPO。我们发现,虽然恒星质量黑洞周围的振荡通常与上述模型一致,但超大质量黑洞显然不是。在潮汐扰动事件中看到的振荡与最内层稳定圆轨道(ISCO)频率附近的振荡一致,而活动星系核中的QPO没有被考虑的任何物理模型所解释。这表明,尽管QPO频率和黑洞质量之间数十年的相关性暗示了吸积过程的尺度不变性,但任何高频QPO理论都必须将频率与质量和自旋联系起来。
2020-11-10 astro-ph.HE
X-ray flares from the stellar tidal disruption by a candidate supermassive black hole binary
光学瞬变巡天已经发现了数十个星系中心大质量黑洞引起的恒星潮汐扰动事件。尽管进行了广泛的搜索,但X射线后续观察在大多数情况下没有或只有微弱的X射线检测。在这里,我们报告发现延迟X射线增亮约140天后,在TDE OGLE 16耀斑的光学爆发,其次是几个通量下降在衰变阶段。这些性质是不寻常的标准TDEs,并可以解释的存在超大质量黑洞二进制或补丁遮蔽。在这两种情况下,X射线可以在破坏后迅速产生,但在早期阶段被阻挡,可能是由辐射主导的喷出物导致大量的光学和紫外线发射。我们的研究结果表明后处理在TDE的早期演化过程中起着重要作用,X射线观测在揭示超大质量黑洞双星方面具有很好的应用前景。
2020-12-22 astro-ph.GA astro-ph.HE
Circumbinary discs from tidal disruption events
当恒星被超大质量黑洞的潮汐场撕碎时,潮汐破裂事件就发生了,它提供了一种为黑洞吸积提供燃料的方法。在这里,我们表明,使用三体轨道积分和流体动力学模拟相结合,这些事件也能够产生circumbinary环的气体周围紧密的超大质量黑洞二进制小质量比。根据热力学,这些环可以分裂成围绕双星运行的团块,或者演化成气态的环双星盘。我们认为,潮汐中断提供了一个直接的手段,产生环绕双星盘周围的超大质量黑洞双星,更一般地说,可以补充水库的气体在非常小的尺度上的星系核。
2017-07-18 astro-ph.GA astro-ph.HE
Tidal disruptions of rotating stars by a supermassive black hole
利用光滑粒子流体动力学(SPH)程序研究了星系核中超大质量黑洞对旋转恒星的潮汐扰动事件。我们比较了非旋转和旋转恒星的潮汐破裂碎片接近超大质量黑洞时的质量下降率。值得注意的是,与黑洞结合的碎片的质量分布作为比能量的函数,显示出旋转和非旋转恒星之间的明显差异,即使恒星旋转远离分裂极限。初始自旋平行于轨道角动量的恒星的碎片具有比非旋转恒星更低能量的质量分布。与非旋转的恒星相比,具有反平行旋转的恒星的碎片具有更大的能量。因此,反平行旋转恒星的碎片与黑洞的结合更松散,质量下降率在时间上更晚,而平行旋转恒星的碎片则紧密结合,更早地回落到黑洞。不同的质量下降率上升时间尺度可能会影响耀斑的早期阶段,由于潮汐扰动。在附录中,我们用一个近似考虑了黑洞强引力影响的均匀密度椭球模型来研究这种破裂。我们发现在强引力的情况下,由于碎片被困在黑洞更深的势阱中,质量下落速率更早地达到最大值。
2019-05-25 astro-ph.HE astro-ph.SR
Tidal Disruption of Stars by Supermassive Black Holes -- XMM-Newton Highlights and the Next Decade
本文总结了XMM-牛顿在恒星潮汐破裂事件上的亮点。ROSAT首先发现,正在进行和即将进行的天空调查将在1000年代发现这些事件。在X射线中,潮汐破裂事件(TDEs)为我们提供了强有力的新探测器,用于研究在极端条件下和短时间尺度上的吸积物理学,SMBH附近的相对论效应,爱丁顿极限附近或以上的盘风的形成和演化,以及新发射的射电喷流的高能发射过程。TDE可以作为在星系核心存在休眠的单个黑洞和双黑洞的路标,因为在后一种情况下TDE的光变曲线是不同的。XMM-Newton已经开始为所有这些主题做出贡献,并且在未来十年内将开辟丰富的发现空间。
2017-02-13 astro-ph.GA astro-ph.HE
Evidence for the preferential disruption of moderately massive stars by supermassive black holes
潮汐破裂事件(TDEs)为探测超大质量黑洞(SMBH)周围的恒星星族提供了一个独特的机会。通过结合光变曲线模型与谱线信息和知识的恒星星族在宿主星系,我们能够约束的性质,被破坏的恒星为三个TDE。在我们的样品中的TDE具有UV光谱,并且UV N III与C III线比率的测量使得能够估计这些事件的氮碳丰度比。我们表明,测得的氮线宽度是一致的起源于中央SMBH分散的被破坏的恒星物质。我们发现,这些氮碳丰度比需要中等质量恒星($\gtrsim 1 - 2 M_\odot$)的破坏。我们确定,这些中等质量的中断是过度代表的一个因素,$\gtrsim 10^2$相比,整体恒星星族的后恒星爆发星系主机。这意味着SMBH优先破坏更高质量的恒星,可能是由于核星团中正在进行的头重脚轻的恒星形成,或者是优先将更高质量的恒星运送到它们的潮汐半径的动力学机制。
2022-02-23 astro-ph.GA astro-ph.HE
Spoon-Feeding Giant Stars to Supermassive Black Holes: Episodic Mass Transfer from Evolving Stars and Their Contribution to the Quiescent Activity of Galactic Nuclei
如果恒星在单一轨道上过于靠近超大质量黑洞(SMBH),它们可能会被潮汐扰乱。潮汐破裂事件被认为是发光但短暂的吸积事件的动力,这些事件可以在瞬态耀斑中点亮原本静止的SMBH。在这里,我们探讨了一个更渐进的潮汐剥离的过程中,恒星接近潮汐破坏半径的恒星演化,而在偏心轨道。在质量转移开始后,这些恒星在每一次近心点通过时都将质量转移到SMBH,从而产生在轨道时间尺度上重复的低水平耀斑。特别是巨恒星,会对质量损失做出失控的反应,并在数十到数百个轨道周期内将物质“勺式”喂入黑洞。与完整的潮汐扰动事件相反,对于质量大于约1000万太阳质量的黑洞,这种馈送模式的占空比是统一的。这种准稳态SMBH馈送模式与通过恒星风间接SMBH馈送的模式具有竞争力,并且勺状馈送巨星可能在确定本地SMBH的静态光度方面发挥重要作用。
2013-08-29 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
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
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
Successive Partial Disruptions with Orbital Precession in a White Dwarf-Black Hole System for Repeating GRB 250702B
Astronomical Institute, Graduate School of Science, Tohoku University(东北大学理学研究科天文学研究所);Department of Astronomy, School of Science, The University of Tokyo(东京大学理学部天文学科)
研究通过白矮星多次部分潮汐破坏解释GRB 250702B的复杂时间尺度,揭示轨道进动导致喷流间歇性对准观测者,预测无线电余辉增强。
2026-05-07 astro-ph.HE
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
Limits on mass outflow from optical tidal disruption events
光学/紫外潮汐破坏事件(TDEs)的发现令人惊讶。人们的期望是,在返回近心点时,恒星碎片流将形成一个致密的磁盘,将发射软X射线。事实上,第一个TDE是在这个能带中发现的。对光学/紫外线事件的一个常见解释是,周围光学厚度的物质重新处理了圆盘的X射线发射,并从一个大的光球中发射出来。如果吸积遵循超爱丁顿质量下降率,它将不可避免地导致能量外流,自然提供再处理物质。我们在这里描述了一种新的方法来估计,使用所观察到的光度和温度,从光学瞬变流出的质量和能量。当应用这种方法的超新星样本,我们的估计是一致的一个更详细的流体动力学模型。对于目前几十个光学TDE的样本,观测到的光度和温度意味着流出物的质量明显大于典型的恒星质量,这对这种常见的后处理图像提出了问题。
2021-01-25 astro-ph.HE
Tidal Disruptions of Main Sequence Stars -- V. The Varieties of Disruptions
潮汐破裂事件(TDEs),即恒星非常接近超大质量黑洞的事件,通常被想象为导致恒星完全破裂或直接进入黑洞。在前一种情况下,人们普遍认为,在所有情况下,由于相对论性拱点进动,碎片的结合部分迅速“圆化”,即,形成一个紧凑的吸积盘,并发出标准化光变曲线和光谱的耀斑。我们在这里表明,TDEs更多样化,可以分为几个不同的类别的基础上恒星近心距离$r_p$,我们计算这些类别的相对频率。特别是,由于快速循环需要$r_p \lesssim 10r_g$($r_g \equiv GM_{\rm BH}/c^2$),所以当黑洞具有质量$M_{\rm BH} = 10^6 M_\odot$时,它只会发生在少数的完全破裂中,即$\lesssim 1/4$。对于较大的近心距离,$10 < r_p/r_g < 27$($M_{\rm BH}=10^6M_\odot$),主序星完全中断,但绑定碎片轨道是高度偏心,并拥有半长轴$\sim 100\times$的规模预期的光盘。具有部分质量损失$\gtrsim 10\%$的部分破裂的发生率应与总破裂的发生率相似;对于部分质量损失$\gtrsim 50\%$,其发生率与$\approx 1/3$一样大。部分破坏--当恒星的角动量在“空损失锥”状态下演化时,必须先于完全破坏--通过因子$\gtrsim O(1)$改变轨道能量。部分破裂的残余一般远离热平衡。根据残骸的轨道能…
2020-10-07 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Stellar disruption events support the existence of the black hole event horizon
在X射线双星和星系核中已经发现了许多黑洞候选者。爱因斯坦广义相对论的预言是黑洞有一个事件视界-一个单向膜,粒子通过它落入黑洞,但不能离开。然而,除了极少数附近的超大质量BH候选者,我们的望远镜无法解决并提供事件视界的直接证明。在这里,我们提出了一个新的观察,支持存在的事件视界周围的超大质量BH候选人重10^{7.5}太阳质量。如果黑洞候选者有一个坚硬的表面,而不是事件视界,当一颗恒星落在表面上时,受冲击的重子气体将形成一个辐射压力支持的包层,在爱丁顿光度下闪耀数月到数年的时间。我们发现,如果超大质量黑洞候选者的硬表面半径大于史瓦西半径的1 + 10^{-4.4}倍,那么这种发射已经被泛星1 3 π巡天排除了。LSST的未来观测应该能够将极限提高到1 + 10^{-6}。
2017-02-28 astro-ph.HE
A unified treatment of tidal disruption by Schwarzschild black holes
如果恒星的近心点足够靠近宿主星系中心的超大质量黑洞,那么它们的轨道就会被潮汐应力撕裂。一些由此产生的恒星碎片变得更加紧密地束缚在黑洞上,并可能产生一个可观测到的耀斑,称为潮汐破裂事件(TDE)。我们提供了一个自洽的,统一的治疗TDEs的非自旋(史瓦西)黑洞,调查的几个影响,包括广义相对论的变化,在相空间中定义的损失锥轨道上的恒星潮汐中断或捕获。由于直接的恒星捕获,在大质量黑洞中TDE速率迅速下降,但是这种效应被广义相对论中更强的潮汐场导致的损失锥的扩大所抵消。我们提供了一个新的映射过程,在牛顿引力和广义相对论之间转换,使我们能够更好地比较两种引力理论的预测。相对论中的部分潮汐破坏将从恒星上剥离更多的物质,并产生比牛顿引力中具有相同角动量的恒星轨道更紧密的碎片。然而,对于两种理论中导致完全破裂的深碰撞,相对论中更强的潮汐力意味着恒星离黑洞更远,碎片因此没有那么紧密地结合在一起,导致较小的峰值回落吸积率。我们还研究了捕获的潮汐碎片的地平线和相对论的近心进动的潮汐碎片,发现黑洞的$10^6$太阳质量和以上产生的潮汐碎片进动的$10^\circ$或更多的每个轨道。
2016-11-09 astro-ph.HE gr-qc
Tidal Disruptions of Main Sequence Stars -- I. Observable Quantities and their Dependence on Stellar and Black Hole Mass
本文介绍了一系列的论文,提出了一个定量的理论,主序星的潮汐破坏的超大质量黑洞。利用完全广义相对论流体动力学模拟和MESA模型的初始条件,我们探讨了八个恒星质量($0.15 \leq M_*/M_\odot \leq 10$)和六个黑洞质量($10^5 \leq M_{BH}/M_\odot \leq 5 \times 10^7$)的潮汐破裂性质的近心依赖。我们在这里介绍与观测最相关的结果。内部恒星结构和相对论的影响解耦的破坏截面和特征能量宽度的碎片。此外,对于$M_*/M_\odot \lesssim 3$,完全破裂截面几乎与$M_*$无关。独立于$M_*$,相对论效应使完全破裂的临界近心距离相对于牛顿预测增加了$\sim 3$倍。直接夺获的概率也与$M_*$无关;在$M_{BH}/M_\odot \simeq 5 \times 10^6$,该概率等于完全破坏的概率。碎片能量分布$ΔE$的宽度与标准估计值相差0.35至2倍,视$M_*$和$M_{BH}$而定,这意味着特征质量返回时间尺度也有相应的变化。“冻结近似”与$ΔE$不一致,质量损失会持续很长一段时间。我们提供了分析形式,适用于事件率估计和参数推断,以描述所有这些趋势。对于部分破裂,我们发现恒星的角动量和剩余的$M_*$分数之间存在一个几乎普遍的关系。在“空损失锥”状态下,部分破坏必须先于完全破坏。这些部分中断可以极大地影响…
2020-09-01 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
A radio-emitting outflow produced by the tidal disruption event AT2020vwl
本研究探测到潮汐瓦解事件AT2020vwl的射电辐射,通过1.5年监测结合光谱建模揭示其非相对论外流的特征与可能起源,为理解TDE射电辐射机制提供了新样本。
2023-04-25 astro-ph.HE
General Relativistic Stream Crossing in Tidal Disruption Events
当一颗恒星被超大质量黑洞(BH)潮汐地破坏时,气体碎片被拉伸成细长的流。流的纵向运动遵循Kerr时空中的测地线,并且横向维度的演化与纵向运动解耦。使用近似的潮汐方程,我们计算的流厚度沿测地线的演变,在此期间,我们把喷嘴冲击的效果作为一个完美的反弹。当厚度超过最接近的间距时,发生相交。该算法允许我们探索轨道角动量,倾角和BH自旋的宽参数空间,以获得流相交的性质。我们确定了两种碰撞模式,在所有情况下平均分配:“后端”碰撞接近近中点的角度接近$0$和“迎面”碰撞远离近中点的角度接近$π$。交叉通常发生在连续的半轨道之间,延迟时间跨度很大(从几个月到十年)。相交半径一般随轨道角动量的增加而增加,对倾角和BH自旋的依赖性较小。碰撞端的厚度比为1阶。横向分离是两个厚度之和的一小部分,因此在偏置碰撞中,大部分气流是激波加热的。许多数值结果可以在后牛顿的图像中解析地理解,其中椭圆轨道的方向经历拱点和Lense-Thirring进动。我们发现,流碰撞的物理原因是几何原因,而不是象以前的工作中所提到的喷管激波处由于能量耗散而引起的厚度膨胀。碰撞后,我们预计气体将经历二次冲击,形成一个吸积盘,产生明亮的电磁辐射。
2021-12-07 astro-ph.HE
Wind-mediated Eddington-limited emission in a $10^{4}M_\odot$ Black Hole Tidal Disruption Event
Leiden Observatory, Leiden University(莱顿天文台,莱顿大学);Department of Astronomy, University of Wisconsin, Madison(威斯康星大学麦迪逊分校天文学系);Racah Institute of Physics, The Hebrew University(拉卡赫物理研究所,希伯来大学);Department of Physics and Columbia Astrophysics Laboratory, Columbia University(哥伦比亚大学物理系与哥伦比亚天体物理学实验室)
研究通过三维模拟探讨了潮汐破坏事件中辐射驱动风对早期光度峰值的影响,发现风驱动辐射在光球释放后短暂超过埃登顿极限。
2025-12-12 astro-ph.HE
The former companion of the hyper-velocity star S5-HVS1
超高速恒星S5-HVS 1,在500万年前以1800 km/s的速度从银河系中心喷射出来,很可能是由超大质量黑洞SgrA* 对紧密双星的潮汐分裂产生的。采用蒙特卡罗方法,我们表明,前伴星S5-HVS 1可能是一个主序星之间的1.2和6个太阳质量和被捕获到一个高度偏心的轨道,近心距离在1-10 AU和半长轴约$10^3$ AU。然后我们探索被捕获的恒星的命运。我们发现,当近心距离小于3AU时,潮汐激发的恒星振荡模所沉积的热量会导致失控破裂。在过去的500万年里,它的角动量已经被轨道弛豫显著地改变,这可能会随机地将近心向内驱动到3AU以下,并导致潮汐中断。我们发现总体生存概率在5%到50%之间,具体取决于捕获恒星近距离环境中的局部弛豫时间以及捕获时的初始近心点。幸存恒星的近心距离已经迁移到10-100 AU,使其成为S星团中最极端的成员。从S5-HVS 1类恒星的抛射率,我们估计目前可能有几颗恒星处于这种高度偏心的轨道上。它们应该可以被引力仪器和未来的超大望远镜探测到(通常Ks < 18.5等),因此提供了一个非凡的探测SgrA* 的自旋。
2021-02-13 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Tidal disruption of stars by supermassive black holes: Status of observations
超大质量黑洞(SMBH)附近的恒星可以被黑洞的潮汐力撕裂。随后的恒星物质的吸积引起了壮观的电磁辐射耀斑。在这里,我们提供了一个审查的观测潮汐中断事件(TDEs),重点是斯威夫特在这一领域的重要贡献。TDE代表了强引力下物质的新探索,为研究极端条件下的吸积物理开辟了新的窗口。这些事件探测了相对论效应,提供了一种测量黑洞自旋的新方法,并代表了中等质量黑洞、双星黑洞和反冲黑洞的路标。与潮汐破坏情景的关键预测相匹配的发光的高振幅X射线耀斑首先是由ROSAT发现的,最近是由其他飞行任务在其他波段发现的。Swift发现了两个以前从未见过的伽马射线发射,喷射的TDE,为我们提供了一个独特的喷气形成和演化早期阶段的探测器,SwiftJ1644+75具有迄今为止任何TDE的最佳覆盖光曲线。此外,斯威夫特在提供用其他仪器发现的TDE的覆盖良好的光变曲线方面做出了重要贡献,对控制TDE演化的物理学设置了限制,并发现了第一个从TDE光变曲线中识别的候选双星SMBH。
2015-05-05 astro-ph.GA astro-ph.HE