The Effect of General Relativistic Precession on Tidal Disruption Events from Eccentric Nuclear Disks
一个偏心的核盘是由围绕中心黑洞沿近似直线轨道运动的恒星组成的。动态稳定这些磁盘的长期引力矩也可以在牛顿引力中以非常高的速率产生潮汐破裂事件（TDE）。然而，我们知道广义相对论通过快速拱点进动来抑制长期力矩。在这里，我们表明，磁盘黑洞的质量比$\gtrsim 10^{-3}$，系统是在完整的损失锥制度。作用在恒星轨道上的每个轨道周期的扭矩大小意味着广义相对论性岁差对动力学没有重大影响。因此，我们发现偏心核盘的TDE率不受广义相对论进动的影响。此外，我们表明，从偏心核盘连续TDE之间的轨道要素是相关的，可能导致独特的观测签名。
2019-01-10 astro-ph.HE
Inspiralling eccentric binary neutron stars: orbital motion and tidal resonance
我们研究了偏心双星中子星的轨道演化。该轨道被描述为一个准开普勒轨道的摄动，由于潮汐耦合。我们发现，除了后牛顿进动外，恒星之间的潮汐相互作用也对轨道进动有贡献。双星的角向运动和径向运动之间的耦合也激发了恒星振荡中的一系列谐波。在小的偏心率限制下，这种耦合主要引起附加的轨道共振，其中轨道频率是f模式频率的三分之一。对于初始偏心率为$\sim 0.2$、轨道频率为$50$ Hz的双星，由于中子星状态方程和双星质量分布的不确定性，这种潮汐共振的存在会在引力波形中引入$\sim 0.5$相移，直到合并。这种在螺旋后期阶段的相移很可能用第三代引力波探测器探测到。
2019-09-18 astro-ph.HE gr-qc
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
The Eccentric Nature of Eccentric Tidal Disruption Events
在进入一个超大质量黑洞的潮汐球时，恒星被潮汐撕裂并转化为碎片流。碎片的最终命运，以及产生和观察到的明亮耀斑的性质，取决于许多参数，包括原始恒星质心的能量。在这里，我们提出了一组平滑粒子流体动力学模拟的结果，其中$1~M_\odot $，$γ= 5/3$多面体被破坏的$10^6 ~M_\odot$超大质量黑洞。每个模拟具有近心点距离$r_{\rm p} = r_{\rm t}$（即，$β\equiv r_{\rm t}/r_{\rm p} = 1$与$r_{\rm t}$潮汐半径），我们改变偏心率$e$的恒星轨道从$e = 0.8$到$e = 1.20$和研究的性质回落到黑洞的碎片和长期的命运的未绑定的材料。对于具有偏心率$e \lesssim 0.98$的模拟，回退曲线具有由自重引起的明显的三峰结构。对于离心率$e \gtrsim 1.06$的模拟，被破坏的恒星的核心在其初始破坏之后进行了改革。我们的研究结果对，例如，超大质量黑洞双星产生的潮汐破裂事件。
2021-10-21 astro-ph.GA astro-ph.HE
Mass Segregation in Eccentric Nuclear Disks: Enhanced Tidal Disruption Event Rates for High Mass Stars
偏心核盘（英语：Eccentric nuclear disks，ENDs）是一种星团，其中恒星位于一个中心超大质量黑洞（SMBH）周围的盘中的偏心、近轴排列的轨道上。这些磁盘可以产生一个高利率的潮汐中断事件（TDEs）通过长期的重力力矩。以前对END的研究包括只有一个质量的恒星。在这里，我们提出了一个偏心的核盘与两个恒星物种的第一次研究。我们发现，ENDs显示径向质量偏析与以前的结果从其他集群类型。此外，END显示出垂直的质量分离，重星下沉到比轻星更低的倾角。这两种效应导致重恒星更容易受到潮汐破裂的影响，这可以在与轻恒星相比更高比例的重恒星中看到。
2020-04-03 astro-ph.GA astro-ph.HE
The Effect of Star--Disk Interactions on Highly Eccentric Stellar Orbits in Active Galactic Nuclei: A Disk Loss Cone and Implications for Stellar Tidal Disruption Events
银河系中心的黑洞似乎几乎到处都被密集的星团包围着。当这些黑洞经历一个活跃的吸积阶段时，吸积盘、星团和黑洞系统的多种成分同时存在。我们分析了阻力对高偏心恒星轨道的影响，恒星刺穿通过磁盘平面。圆盘交叉耗散轨道能量，将偏心恒星吸引到更圆的轨道上。对于高表面密度的圆盘，例如那些在爱丁顿质量吸积极限附近吸积的黑洞周围发现的圆盘，这种能量耗散的幅度可能大于恒星通过两体弛豫接收的平均散射。其中一个含义是存在一个磁盘的“损失锥”的高度偏心的恒星轨道，从磁盘相互作用的耗散超过通过两个身体松弛散射。近爱丁顿黑洞吸积率的盘损失锥大于潮汐破裂损失锥。当恒星轨道被圆化，恒星可能被它们与盘的高速撞击烧蚀时，盘损失锥内的恒星轨道从整个星团中消失。然而，我们发现，磁盘损失锥的存在下，有一个最小的影响恒星潮汐中断的整体速度。恒星仍然有效地从更遥远的恒星轨道被送入黑洞，这些恒星轨道接收到足够大的每轨道散射，从而跳过圆盘损失锥，最终被潮汐扰乱。
2020-01-15 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Impact of unmodeled eccentricity on the tidal deformability measurement and implications for gravitational wave physics inference
本文评估未建模残余偏心率对第三代探测器测量双中子星潮汐形变度的系统影响，发现其会偏置 EoS、红移及黑洞 Kerr 检验，并强调采用偏心波形模型。
2024-07-07 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
Tidal disruption events from eccentric orbits and lessons learned from the noteworthy ASASSN-14ko
本研究解析并模拟了偏心轨道上的潮汐瓦解事件，发现高偏心率恒星的整体形变与抛物线轨道相似，从而可利用现有模拟库计算质量回落率。研究揭示了耀斑结构对黑洞质量和轨道周期的依赖，并将该理论应用于ASASSN-14ko，指出其周期性耀斑源于一颗在黑洞束缚轨道上运行的演化恒星。
2023-01-24 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
Tidal disruption flares from stars on eccentric orbits
我们研究潮汐中断和随后的质量回落的恒星接近超大质量黑洞的束缚轨道，通过执行三维光滑粒子流体动力学模拟与伪牛顿势。我们发现，质量回落率衰减与预期的-5/3抛物线轨道的时间的权力，虽然有轻微的偏差，由于自引力的恒星碎片。然而，对于偏心轨道，轨道偏心率存在一个临界值，显著低于该值时，所有的恒星碎片都被束缚在超大质量黑洞中。因此，所有的质量落回超大质量黑洞的时间比标准的抛物线情形要短得多。由此产生的质量回落率大大超过了爱丁顿吸积率，并与时间的-5/3次方有很大的不同。
2012-10-03 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Tidal Disruption Flares from Stars on Marginally Bound and Unbound Orbits
我们研究的质量回落率的潮汐破坏恒星的边缘绑定和未绑定的轨道周围的超大质量黑洞（SMBH）进行三维光滑粒子流体动力学（SPH）模拟与三个关键参数：该星是由一个多面体与两个不同的指数（$n=1.5$和$3$）。恒星轨道特性的特点是从$e=0.98$到$1.02$的五个轨道偏心率和从$β=1$到$3$的五个不同的穿透因子，其中$β$代表潮汐破裂与近心距离半径的比值。我们推导出质量回落率作为恒星密度分布，轨道偏心率和穿透因子的函数的解析公式。此外，两个临界偏心率分类潮汐破裂事件（TDE）分为五种不同的类型：偏心（$e<e_{\rm crit,1}$），边际偏心（$e_{\rm crit,1}\lesssim{e}<1$），纯抛物线（$e=1$），边际双曲线（$1<e<e_{\rm crit,2}$），双曲线（$e\gtrsim{e_{\rm crit,2}}$）的TDE，重新评估为$e_{\rm crit,1}=1-2q^{-1/3}β^{k-1}$和$e_{\rm crit,2}=1+2q^{-1/3}β^{k-1}$，其中$q$是SMBH与恒星质量和$0<k\lesssim2$的比值。我们发现质量回退率的渐近斜率随TDE类型而变化。渐近斜率接近$-5/3$抛物线的时间延迟波，是陡峭的边缘偏心的时间延迟波，是平坦的边缘双曲线的时间延迟波。的质量回落率的边际偏心的TDE是远远大于抛物线的T…
2020-06-20 astro-ph.HE
Classification of Tidal Disruption Events Based on Stellar Orbital Properties
利用高精度直接N体实验研究了束缚到非束缚轨道上中等质量到超大质量黑洞对恒星的潮汐扰动率。从星团到黑洞的接近恒星可以采取三种类型的轨道：偏心，抛物线和双曲线轨道。由于质量回落率显示出不同的变化取决于这些轨道类型，我们可以将潮汐中断事件（TDEs）分为三个主要类别：偏心，抛物线和双曲线TDEs。TDEs的特点是两个临界值的轨道偏心率：较低的临界偏心率是一个低于偏心轨道上的恒星造成有限的，强烈的吸积，和较高的临界偏心率，在双曲线轨道上的恒星不会造成吸积。此外，我们发现，抛物型TDEs分为三个子类：精确抛物型，边际偏心，边际双曲型TDEs。我们解析推导出的质量回落率的边际偏心的时间延迟波可以是平坦的，略高于标准的回落率成比例的$t^{-5/3}$，而它可以是平坦的和较低的边际双曲线的时间延迟波。我们证实了N体实验，只有少数偏心，精确抛物线，双曲线的时间延迟效应可以发生在一个球形恒星系统与一个单一的中等质量到超大质量黑洞。接近黑洞的恒星中，有相当一部分会产生稍微偏心或稍微双曲的时间微分方程。
2018-02-19 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Importance of Tides for Periastron Precession in Eccentric Neutron Star - White Dwarf Binaries
偏心的中子星-白矮星（NS-WD）双星虽然没有两颗白矮星双星那么多，但对于下一代对低频波敏感的天基探测器来说，它们是重要的引力波源。在这里，我们调查在这些来源作为结果的广义相对论，潮汐和旋转效应的近星点岁差，这种岁差预计将检测到至少一些检测到的这种类型的双星。目前，在银河系中已知两个偏心的NS-WD双星，PSR J1141-6545和PSR B2303+46，这两个双星的轨道都太宽，以至于在目前的状态下与GW观测无关。然而，人口综合研究预测存在着一个重要的银河系人口这样的系统。虽然小，在大多数这些系统中，我们发现，潮汐引起的近星点岁差变得重要时，潮汐贡献超过3%的总岁差率。对于这些系统，占潮汐时，分析近星点岁差率测量可以提高估计的WD组件质量推断，在某些情况下，将防止我们错误分类的对象。然而，这样的系统是罕见的，由于快速的轨道衰变。为了帮助列入潮汐效应时，使用近星点岁差作为质量测量工具，我们推导出一个函数，WD半径和近星点岁差常数WD质量。
2014-09-18 astro-ph.HE astro-ph.SR
Evolution of Highly Eccentric Binary Neutron Stars Including Tidal Effects
这项工作是一系列研究中的第一项，旨在了解高偏心双中子星的动力学，并构建一个适当的引力波形模型进行检测。这样的双星可能是地面引力波探测器的来源，预计将通过动态散射和多体相互作用在球状星团和星系核中形成。与黑洞相反，中子星的振荡一般是由近心通过后的潮汐效应激发的。根据状态方程，这可以使轨道能量的损失比轨道运行期间引力波辐射出去的能量增加高达百分之几十。在相同的相互作用机制下，部分轨道角动量也转移到恒星。我们计算了中子星振荡对这类系统轨道演化的影响，并将这些结果与完整的数值模拟进行了比较。利用后牛顿通量描述，我们提出了一个初步的模型来预测不同的近心通道的时间。这个模型的一个改进版本（考虑到后牛顿修正的潮汐耦合和恒星的振荡）可以作为这样的高偏心系统的波形模型。
2018-06-01 astro-ph.HE gr-qc
Elliptical accretion and inefficient highly eccentric accretion and the low luminosity of stellar tidal disruption events
对于一个超大质量黑洞破坏恒星的潮汐破坏事件（TDEs）的模型通常假设，高度偏心的恒星碎片流迅速形成一个近心尺度的圆形吸积盘。然而，最近的数值模拟（Shiokawa等人，2015年）表明，通过流体动力学冲击进行的耗散不足以使碎片形成圆形，在该事件的前10个轨道上，流动保持其初始半长轴规模。大多数TDE候选者的辐射热峰值光度只有几个x 10^{44} erg/s，这意味着我们只能观测到辐射有效吸积所预期能量的1%。受这些结果的启发，（Piran等人，2015年）提出，观测到的光学TDE发射是由新鲜下落物质和早期到达物质之间的远心点处的冲击提供动力的。这个模型解释了小的辐射能量，低温，和大的半径暗示的观测以及t^{-5/3}光变曲线。然而，该系统的低{测辐射热}效率的问题仍然没有答案。我们认为，高轨道能量和低角动量的流使磁应力有可能减少物质的已经很小的角动量的点，在该点上，它可以弹道下降到SMBH循环之前。结果，其效率仅为标准吸积盘效率的~1- 10%。因此，潮汐碎片固有的高偏心率自然解释了为什么大多数TDE候选者比预期的要暗。
2017-01-13 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
Strong-field tidal distortions of rotating black holes: II. Horizon dynamics from eccentric and inclined orbits
在以前的论文中，我们开发了工具，用于研究克尔黑洞的视界几何形状，这是潮汐扭曲的二进制同伴使用的技术，需要大的质量比，但可以应用于任何束缚轨道，并允许任意黑洞自旋。我们现在将这些工具应用于一般的克尔黑洞轨道。这使我们能够研究视界动力学：扰动视界几何形状的潮汐场在一般轨道上变化，偏心轨道有显着变化。以前发现的视界行为的许多特征以一种自然的方式延续到动力学的情况。特别是，我们发现显着的应用潮汐和地平线的响应之间的偏移。这导致视界的几何形状膨胀，它可以滞后或超前轨道，这取决于黑洞的旋转和轨道的几何形状。一个有趣的和明显的新功能，我们发现的小振幅，高频率振荡的地平线的响应。我们还不能确定产生这些振荡的机制，但发现当快速旋转的黑洞被非常强的场轨道扭曲时，它们会出现得最清楚。
2016-09-02 astro-ph.HE gr-qc
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
Three-body encounters in black hole discs around a supermassive black hole: The disc velocity dispersion and the Keplerian tidal field determine the eccentricity and spin-orbit alignment of gravitational wave mergers
本研究用含3.5PN修正的TSUNAMI模拟SMBH圆盘中的四体交会，揭示速度弥散与开普勒潮汐场共同决定黑洞并合偏心率、发生率及自旋-轨道对齐。
2024-01-18 astro-ph.GA astro-ph.HE
Exploring the origin of stars on bound and unbound orbits causing tidal disruption events
本文通过结合$N$体模拟与解析模型，研究球对称核星团中导致潮汐瓦解事件的恒星轨道参数，发现这些恒星主要来自完全损失锥区域，且其轨道仅略微偏离抛物线。
2023-12-01 astro-ph.GA astro-ph.HE
Tidal heating as a discriminator for horizons in equatorial eccentric extreme mass ratio inspirals
本文研究了赤道偏心EMRIs中潮汐加热的重要性，发现准确建模该现象对避免参数估计误差至关重要，且能通过失配计算区分极低反射率的奇异致密天体与黑洞。
2024-06-26 astro-ph.HE gr-qc
Dynamics of Binary System around a Supermassive Black Hole :Binary Scattering and Eccentric vZLK Oscillations
Waseda University（早稻田大学）；Yukawa Institute for Theoretical Physics, Kyoto University（京都大学汤川理论物理研究所）；Aomori University（青森大学）
研究绕超大质量黑洞运动的双星系统动力学，包括非束缚轨道上的双星散射和束缚轨道上的偏心von Zeipel-Lidov-Kozai振荡，揭示了近心点驱动的潮汐动力学统一图景。
2026-05-26 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Warping and tearing of misaligned circumbinary disks around eccentric SMBH binaries
研究了偏心轨道上双超大质量黑洞周围非自引力薄盘的翘曲和撕裂。环双星盘与双星轨道平面有明显的错位，并受到随时间变化的潮汐力矩的影响。原则上，这样的盘是翘曲和旋进的，并且在潮汐旋进力矩强于局部粘性力矩的区域中被撕裂成相互错位的环。我们推导出潮汐翘曲和撕裂半径的偏心SMBH双星周围的不对齐的circumbinary磁盘。我们发现，在磁盘的粘度参数，α，大于一个临界值取决于磁盘的纵横比，磁盘翘曲出现撕裂半径之外。对于H/r ~<0.1，该条件表示为alpha > sqrt{H/3r}，其中H是盘刻度高度。如果α < sqrt{H/3r}，则只有盘撕裂发生，因为潮汐翘曲半径在撕裂半径内，其中大多数盘物质可能快速吸积到SMBH上。在翘曲和撕裂的盘中，潮汐翘曲和撕裂半径都强烈地依赖于双星半长轴，尽管它们也轻微地依赖于其他轨道和盘参数。这种强烈的依赖性使我们能够在观测上确定潮汐弯曲或撕裂半径后估计半长轴：对于0.1 pc的潮汐弯曲半径，具有典型轨道和盘参数的10 ^7 Msun黑洞的半长轴估计为~10^{-2} pc。我们还简要讨论了活动星系核中观测到的弯曲脉泽盘的中心天体是超大质量黑洞双星的可能性。
2015-02-01 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Finite, Intense Accretion Bursts from Tidal Disruption of Stars on Bound Orbits
利用三维光滑粒子流体动力学模拟方法，在准牛顿势下，研究了在束缚轨道上接近超大质量黑洞的潮汐破裂恒星的吸积过程.我们发现，有一个临界值的轨道偏心率低于该值的所有恒星碎片仍然束缚在黑洞。对于高但亚临界的偏心率，所有的恒星质量在有限的时间内被吸积到黑洞上，导致与典型的$t^{-5/3}$质量回落率的显著偏差。当一颗恒星在一个中等偏心的轨道上，并且它的近心距离在潮汐破裂半径的深处时，由于相对论性岁差，碎片流可能会有几个轨道交叉。这就消耗了激波中的轨道能量，使碎片流迅速循环，形成吸积盘。由此产生的吸积率大大超过了爱丁顿率，并与$t^{-5/3}$的正则吸积率有很大的不同。相比之下，有很少的耗散，由于轨道交叉的等效模拟与纯牛顿势。这表明，广义相对论岁差是至关重要的吸积盘的形成，通过圆形的恒星碎片从恒星的中等偏心轨道。
2012-10-04 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Disc formation from tidal disruption of stars on eccentric orbits by Kerr black holes using GRSPH
利用广义相对论光滑粒子流体动力学（GRSPH）方法对1颗$M_\odot$星和$10^6 M_\odot$旋转超大质量黑洞的潮汐破裂事件进行了三维模拟。我们考虑恒星的初始椭圆轨道都在，并倾向于，黑洞赤道平面。我们证实，流-流碰撞所造成的相对论性拱点进动迅速circularise到一个磁盘的破坏材料。对于倾斜的轨迹，我们发现由黑洞旋转引起的节点岁差（即兰斯-瑟林岁差）仅在第一轨道中抑制流-流碰撞，仅导致形成盘的短暂延迟，该盘倾斜于黑洞赤道面。我们还研究了辐射冷却对残留盘结构的影响。我们发现，没有冷却厚，扩展，缓慢进动环面形成，具有5 AU的径向范围（高穿透因子的轨道）。有效的辐射冷却在近心点附近产生一个狭窄、快速旋进的环。我们绘制的能量耗散率，跟踪煎饼冲击，流-流碰撞和粘度。我们将其与由于黑洞吸积而产生的有效光度进行比较。我们发现能量耗散率的$\sim10^{45}$尔格的$^{-1}$的恒星在潮汐半径中断，并高达$\sim10^{47}$尔格的$^{-1}$深遇到。
2019-10-22 astro-ph.GA astro-ph.HE
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
Simulations of the tidal interaction and mass transfer of a star in an eccentric orbit around an intermediate-mass black hole: the case of HLX-1
螺旋星系ESO 243-49附近的X射线源HLX-1是目前最好的中等质量黑洞候选者。它的最大热辐射光度为$10^{42}$ erg s $^{-1}$，这意味着它的质量流入率为$\sim10^{-4}$ MSun yr $^{-1}$，但这个质量的来源尚不清楚。有人提出，有一颗恒星在围绕黑洞的偏心轨道上，在近心点转移质量。为了研究这个系统的轨道演化，我们进行恒星演化模拟使用台面和SPH模拟的恒星轨道周围的一个中等质量的黑洞使用FI。我们使用amuse框架运行并耦合这些模拟。我们发现，质量损失通过第一和第二拉格朗日点，有一个延迟的近心点通道和峰值质量损失事件之间的时间长达10天。我们在模拟中发现的轨道演化时间尺度比分析模型预测的要大，但这些模型落在我们结果的误差范围内。尽管轨道演化很快，但我们无法重现观测到的爆发期变化。我们的结论是，在恒星轨道的变化与系统参数的研究在这里是无法解释所有观察到的功能HLX-1。
2015-10-07 astro-ph.HE
Disc formation from tidal disruptions of stars on eccentric orbits by Schwarzschild black holes
如果不完全了解恒星的动力学，就无法利用恒星的潮汐破裂来探测静止的超大质量黑洞。到目前为止，这些事件的观测外观是从破裂后碎片动力学特性的分析推断得出的。通过流体动力学模拟，我们调查了随后的回落流的碎片对黑洞的恒星已经绑定到黑洞的偏心轨道。我们证明，由于相对论拱点进动，导致流的自我交叉的碎片循环。圆化的时间尺度在恒星周期的1到10倍之间变化，在更偏心和/或更深的遭遇中会更短。这种自交叉导致形成激波，增加碎片的热能。如果这种热能被有效地辐射出去，碎片就会在圆化半径处形成一个狭窄的环，其激波引起的光度为$\sim 10-10^3 \, L_{\rm Edd}$。如果冷却受到阻碍，碎片会形成一个位于圆化半径和恒星半长轴之间的扩展环面，加热速率为$\sim 1-10^2 \, L_{\rm Edd}$。外推我们的结果到抛物轨道，我们推断，圆化将发生通过相同的机制在$\sim 1$周期的最绑定的碎片深穿透遇到$\sim 10$的放牧。我们还预计，与$\sim 1-10 \, L_{\rm Edd}$和$\sim 0.1-1 \, L_{\rm Edd}$的加热速率相关的光盘的结构上的冷却效率的相同的效果。在后一种情况下，低效的冷却，我们推导出一个粘性的时间尺度一般短于循环的时间尺度。这表明，如果粘性开始迅速起作用，则通过圆盘的吸积率跟踪回落率。
2015-10-16 astro-ph.HE
Partial tidal disruptions of spinning eccentric white dwarfs by spinning intermediate mass black holes
本文通过光滑粒子流体动力学模拟，研究旋转白矮星在偏心轨道上被旋转中等质量黑洞部分潮汐瓦解的过程，揭示黑洞与恒星自旋耦合对碎片质量分布和晚期回落率的影响，并指出引力波信号在该参数范围内不受恒星自旋影响。
2025-08-17 astro-ph.HE gr-qc
Multiple tidal disruption flares in the active galaxy IC 3599
当一颗恒星太靠近一个巨大的黑洞时，它会被潮汐力完全撕裂，从而发生潮汐破裂事件。也有可能恒星离黑洞不够近，没有被完全破坏，这样就可能发生一个不那么戏剧性的事件。如果恒星的轨道是固定的，并且是高度偏心的，就像我们银河系中心的一些恒星一样，重复的耀斑应该会发生。当恒星在近星点接近黑洞潮汐半径时，物质可能会被剥离，导致每一个轨道周期重复一次的低强度爆发。我们报告斯威夫特观察最近的明亮耀斑从星系IC 3599托管一个中等重量的黑洞，在那里可能的潮汐中断事件在20世纪90年代初观察。通过光变曲线模型和光谱拟合，我们可以一致地将这些事件解释为恒星进入高度偏心轨道的非破坏性潮汐剥离。复发时间为9.5年。IC 3599也被认为拥有一个低光度的活动星系核。这颗恒星在几个轨道上的潮汐剥离可能也能够提供这种活动。
2015-06-30 astro-ph.HE
Binary mergers in the centers of galaxies: synergy between stellar flybys and tidal fields
本研究首次探究星系中心核星团潮汐场与恒星飞掠对致密天体双体演化的联合效应，发现二者存在显著协同作用，可使并合率提升10-30倍，还能解除初始致密双体的相对论淬灭，拓展并合相空间。
2024-06-25 astro-ph.GA astro-ph.HE
Observing Eccentricity Oscillations of Binary Black Holes in LISA
来自双星系统附近的第三个天体的潮汐力可以在双星的偏心率中引入长期振荡，称为Kozai-Lidov振荡。我们证明了恒星质量黑洞双星的Kozai-Lidov振荡具有被LISA观测到的潜力。对这类双星的探测将有助于深入了解双星的形成通道，并为直接观测Kozai-Lidov振荡提供重要的基准。
2019-02-22 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
