Pre-peak Emission in Tidal Disruption Events
本文通过灰体辐射流体动力学模拟研究了潮汐瓦解事件中的峰值前辐射,发现多次流-流碰撞驱动的强外流会延迟气体圆化并导致早期亚爱丁顿吸积,同时形成光学厚的外流再处理层。
2024-04-29 astro-ph.HE
On the origin of late-time X-ray flares in UV/optically-selected tidal disruption events
我们提出了一个模型来解释在UV/光学选择的潮汐破裂事件(TDEs)中,光学和X射线光度(以下简称\dt)的峰值之间的时间延迟。下图解释了在几个TDE中观测到的\dt,这是循环和盘吸积过程的结果,只要亚爱丁顿吸积。在圆化开始时,回落碎片被相对论进动引起的自交叉激波热化,提供峰值光发射。在圆化过程中,质量回退速率随时间减小,在超大质量黑洞(SMBH)周围形成一个环。形成时间尺度对应于最紧密结合的碎片的圆化时间尺度,其小于一年到几十年,主要取决于穿透因子、圆化效率和黑洞质量。环随后将在粘性扩散时间内粘性地演变。我们发现,它吸积到SMBH上的粘性时间尺度的一小部分,这是$2$年给定的典型参数,导致X射线发射在较晚的时候。所得到的\dt 1由环化时间尺度和吸积时间尺度的总和给出,并且随着穿透因子的增加而显著减小,通常为几至$\sim10$年。由于X射线光度随着盘平面的法线和视线之间的视角从$0^\circ$增加到$90^\circ$而显著减小,因此低的后期X射线光度可以通过边缘视图来解释。我们还讨论了超爱丁顿吸积的情况下,\dt \,是由循环时标为主。
2021-07-08 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Resolving the (Debate About) Nozzle Shocks in Tidal Disruption Events
Princeton University(普林斯顿大学);Syracuse University(雪城大学);University of Leeds(利兹大学)
通过结合3D SPH模拟、半解析仿射模型和1D有限体积模拟,研究潮汐瓦解事件中喷管激波对碎片流演化和圆化过程的影响,发现氢重组和分子氢形成使流增宽约5倍,增强喷管耗散,但不足以直接圆化,而是增加二次轨道自交可能性。
2026-06-01 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
X-ray Brightening and UV Fading of Tidal Disruption Event ASASSN-15oi
我们介绍了斯威夫特和XMM-牛顿的潮汐破裂事件(TDE)ASASSN-15 oi的后期观测,揭示了该源在发现一年后在X射线中增亮了$\sim10$的因子,而在UV/光学中褪色了$\sim 100$的因子。XMM-牛顿观测测量了具有$kT_{\rm bb} \sim 45$ eV的软X射线黑体分量,对应于来自中心$\sim 10^6 M_\odot$黑洞的几个引力半径的辐射。在发现后近600天拍摄的最后一个斯威夫特时期显示,X射线源已经消退到其紫外/光学峰值期间的水平。X射线增亮的时间尺度表明,X射线发射可能来自通过新形成的碎片盘的延迟吸积,而即时的UV/光学发射来自通过流-流碰撞的盘的先前圆形化。在X射线增亮期间光谱演化的缺乏不利于被遮蔽材料“遮蔽”的TDE的电离突破。这是第一次的TDE已被证明有一个延迟的峰值在软X射线相对于UV/光学峰值,这可能是第一个明确的签名的实时组装的新生吸积盘,并提供了强有力的证据的起源的UV/光学发射圆化,而不是再处理的吸积辐射的排放。
2017-12-11 astro-ph.HE
Cooling Envelope Model for Tidal Disruption Events
我们提出了一个玩具模型的热光学/紫外/X射线辐射的潮汐破坏事件(TDE)。受最近流体动力学模拟的启发,我们假设碎片流迅速地(在最紧密结合的碎片的轨道周期上)循环,产生一个围绕超大质量黑洞(SMBH)的半径为R_v ~ 1 e14 cm(光球半径~ 1 e15 cm)的热的准球形压力支持包层。当包层辐射冷却时,它经历开尔文-亥姆霍兹收缩R_v ~ t^(-1),温度升高T_eff ~ t^(1/2),而总光度大致保持不变;光学光度衰减为nu L_nu ~ R_v^2 T_eff ~ t^(-3/2)。尽管与质量回落速率Mdot_fb ~ t^(-5/3)相似,但与包层冷却光度相比,来自回落吸积的包层加热是次主导的,除了在光学峰值附近(在那里它们是可比的)。包层收缩可以通过从内包层到SMBH上的吸积能量注入以调节的方式延迟,导致光学/X射线光变曲线的后期平坦化,类似于在一些TDE中观察到的。最后,当包层收缩到接近圆化半径时,SMBH吸积率上升到最大值,同时光学光度下降。这种冷却引起的(而不是循环引起的)长达几百天的延迟,可以解释在一些TDE中观察到的热X射线,晚期射电耀斑和高能中微子产生的延迟。我们将模型预测与最近的TDE光变曲线相关性研究进行了比较,发现了一致性和紧张点。
2022-07-14 astro-ph.HE
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
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
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
The Process of Stellar Tidal Disruption by Supermassive Black Holes. The first pericenter passage
潮汐破裂事件(TDE)是光学,紫外和X射线天空中最明亮的瞬变事件之一。当一颗恒星被一个巨大的黑洞的潮汐场撕裂时,这些耀斑就开始运动,引发了一系列事件,到目前为止,人们还不完全了解。然而,中断过程已经被广泛研究了近半个世纪,与TDE的后期阶段不同,我们对中断本身的理解相当一致。在这一章中,我们回顾了恒星潮汐破裂的解析和数值模型。从相对简单的,数量级的物理学,我们审查日益复杂的模型,半解析的“仿射形式主义”,流体动力学模拟多变恒星的破坏,以及最近的流体动力学结果有关的破坏现实的恒星模型。我们的审查调查的直接后果中断在两个典型的和更不寻常的TDEs,探索如何的命运潮汐碎片的变化,如果考虑非主序星,深穿透潮汐相遇,双星系统,和次抛物线轨道。恒星潮汐破裂过程提供了模拟静止的大质量黑洞周围吸积流形成所需的初始条件,在某些情况下也可能导致直接可观察到的发射,例如通过冲击爆发,引力波或失控的核聚变在深深陷入的TDE。
2020-05-26 astro-ph.HE
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
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 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
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
GRRMHD Simulations of State Transitions in Non-Jetted Tidal Disruption Events
The University of Texas at San Antonio(德克萨斯大学圣安东尼奥分校);Black Hole Initiative at Harvard University(哈佛大学黑洞研究所);Rice University(莱斯大学)
研究通过GRRMHD模拟探索非喷流潮汐破坏事件中晚期阶段的状态转换,发现盘体在17.1-46.5天内因黑洞自转而热不稳定,X射线亮度在盘体坍缩时下降两个数量级,与AT2021ehb事件特征相符。
2026-07-02 astro-ph.HE
Tidal Disruption Events by Compact Supermassive Black Hole Binaries
恒星可能会被超大质量黑洞双星潮汐摧毁或吞噬。利用大量精确的少体模拟,我们研究了硬超大质量黑洞双星对完全和部分破裂以及直接俘获事件的增强和抑制,主黑洞质量($10^{5}-10^{8}M_{\odot}$)、双星质量比($10^{-3}-1$)、双星半长轴与硬化半径之比($10^{-4}-1$)、双星偏心率($0.0-0.9$)和恒星质量($0.3-3M_{\odot}$)。这是一个显着的扩展参数空间相比,以前的工作。我们发现,所有三个事件的遭遇概率很好地描述了遭遇横截面,这是成比例的近心距离。相对于单个黑洞,超大质量黑洞双星的完全破裂概率可以增加$40-50$的1倍或抑制$10$的1倍,这取决于双星的参数。相对论效应对于主黑洞质量$\leq 10^{7}M_{\odot}$并不重要,但是对于更高的主黑洞质量,相对论效应可以提供小于$2-3$的因子的完全破裂概率的额外增强。给出了适用于宽参数范围的硬超大质量黑洞双星完全破裂概率的拟合公式。我们还发现,部分中断事件可以发生多次完全中断或直接捕获之前,其概率可以大于完全中断事件的三倍。由于部分破裂事件可以引起恒星自旋和质量损失并改变轨道,因此它可以显着影响整体完全破裂事件率和光变曲线的形状。
2022-08-02 astro-ph.HE
Long-term stream evolution in tidal disruption events
最近观测到了大量的潮汐扰动事件(TDE)候选者,它们的观测特征往往各不相同。有两类TDEs比较突出:X射线TDEs和光学TDEs,后者的有效温度和光度较低。如果从这两类事件中探测到的辐射来自不同的地点,就可以解释这些差异。在实践中,这个位置是由周围的黑洞的碎片流的演变和与之相关的能量耗散。在本文中,我们建立了一个分析模型的流的演变,其动力学是由磁应力和冲击。如果没有磁应力,流总是循环的。循环时间尺度与初始流周期的比值为$t_{\rm ev}/t_{\rm min} = 8.3 (M_{\rm h}/10^6 M_{\odot})^{-5/3} β^{-3}$,其中$M_{\rm h}$是黑洞质量,$β$是穿透因子。如果磁应力很强,它们可以导致流弹道吸积。圆化和弹道吸积之间的边界对应于临界磁应力效率$v_{\rm A}/v_{\rm c} \approx 10^{-1}$,在很大程度上独立于$M_{\rm h}$和$β$。然而,磁应力的主要作用是通过加强自交叉激波来加速流的演化。因此,弹道吸积必然发生在流动力学时间尺度上。与能量耗散相关的激波光度是亚爱丁顿的,但仅在缓慢的流演化中衰减为$t^{-5/3}$。最后,我们发现,流厚度迅速增加,如果流是无法完全有效地冷却。一个可能的结果是它快速演化成一个厚的环面,甚至是一个完全包围着黑洞的信封。
2016-10-06 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
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
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
Dynamical formation of Black Hole Low-Mass X-Ray Binaries in the field - an alternative to common envelope
非常宽的双星(> 500天文单位)在银河系中会遇到无数次与恒星的碰撞,并可能被扰动到高度偏心的轨道(e ~ 0.99)。对于这样的系统,近心通道处的潮汐相互作用可以导致轨道圆化和可能的质量转移,从而产生X射线双星而不需要共同的包络。我们测试这种情况下的黑洞低质量X射线双星(BH LMXBs)进行人口合成从原始双星随机恒星遭遇的数值处理。我们测试了各种模型的阈值近心距离下,潮汐力导致圆化。我们估计,飞越相互作用可以产生一个目前的人口约60 $-$ 220 BH LMXB在银河系领域。结果是敏感的潮汐循环效率和零到非常小的BH出生踢几公里/秒的假设是必需的。我们发现,最有可能的捐助者是低质量的恒星(< 1 Msun;在质量转移开始时),如在已知来源的人口(~ 20)中观察到的。然而,沿着这条路线形成的系统数量很少,这与最近对银河10 $^4-$ 10 $^8$中休眠BH LMXB数量的观测估计存在矛盾(Tetarenko et al. 2016)。如果数量确实如此之高,则需要确定具有低质量供体的BH的替代形成通道。
2017-03-19 astro-ph.HE astro-ph.SR
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
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
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
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
Stream-Disk Shocks as the Origins of Peak Light in Tidal Disruption Events
本研究通过三维辐射流体动力学模拟,揭示了流-盘激波在潮汐瓦解事件峰值光度中的关键作用,并展示了移动网格算法可实现确定性预测。
2023-12-25 astro-ph.HE physics.comp-ph
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
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
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
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
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
Thawing the frozen-in approximation: implications for self-gravity in deeply plunging tidal disruption events
大质量黑洞对恒星的潮汐破坏,被称为潮汐破坏事件(TDE),通常使用“冻结”近似来建模。在这种近似下,恒星在进入潮汐球(半径$r_{\rm t}$)之前保持精确的流体静力平衡,在这一点之后,其内部压力和自重立即变得可以忽略不计,碎片经历弹道自由降落。我们提出了一套流体动力学模拟TDEs的高穿透因子$β\equiv r_{\rm t}/r_{\rm p} = 5-7$,其中$r_{\rm p}$是近心的恒星质心,使用基于Voronoi的移动网格技术计算。我们发现,冻结模型的基本假设,如忽略自引力内$r_{\rm t}$,违反。事实上,虽然冻结预测在数量级上是正确的,但最终的能量扩散在进出潮汐层时积累的比例大致相等。我们还表明,$\mathcal{O}(1)$分数的碎片质量仍然横向限制的自重,即使是大$β$,这有影响的无线电发射从未绑定的碎片,并有可能,为循环效率的约束流。
2019-04-02 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
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
Super-Eddington Chimneys: On the Cooling Evolution of Tidal Disruption Event Envelopes
Columbia University(哥伦比亚大学);Flatiron Institute(平顿研究所)
研究通过辐射-流体动力学模拟揭示TDE外壳冷却机制,发现辐射喷流驱动快速收缩,产生与早期TDE发射一致的光度和光球半径。
2025-12-16 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Stars Crushed by Black Holes. III. Mild Compression of Radiative Stars by Supermassive Black Holes
当超大质量黑洞(SMBH)的引力场摧毁恒星时,就会发生潮汐破裂事件(TDE)。对于恒星进入潮汐半径内深处的TDE,使得潮汐半径与近心距离$β$的比值满足$β\gg 1$,恒星被潮汐压缩和加热。据预测,最大密度和温度达到在深TDEs规模为$\propto β^3$和$\propto β^2$,分别和核爆炸触发的$β\gtrsim 5$,但这些预测一直在过去的四十年中有争议。我们进行牛顿光滑粒子流体动力学(SPH)模拟的深TDEs之间的类太阳恒星和$10^6 M_\odot$ SMBH的$2 \le β\le 10$。我们发现,最大密度和温度都不遵循$\propto β^3$和$\propto β^2$标度,或者,就此而言,任何幂律依赖性,并且最大达到的密度和温度被$\sim$降低了一个数量级,与过去的预测相比。我们还进行模拟史瓦西度规,并发现相对论效应适度增加的最大密度(由$\lesssim 1.5$的一个因素),并诱导相对于牛顿模拟,这是由时间膨胀引起的时间滞后。我们还证实,恒星在高密度和温度下的时间是其动力学时间的一个非常小的部分。因此,我们预测,在深TDEs辐射恒星实现的核燃烧量是最小的。
2022-10-04 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 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
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
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
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: 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
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
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 capture of stars by supermassive black holes: implications for periodic nuclear transients and quasi-periodic eruptions
陷入星系中心的恒星会受到超大质量黑洞(SMBH)的潮汐扰动,更近的碰撞会导致更大的扰动。激发这些潮汐是以牺牲恒星的轨道能量为代价的,这导致了一个天真的结论,即一个较小的近心点(即,恒星和SMBH之间更近的相遇)总是产生与SMBH更紧密结合的恒星。然而,一旦近心点距离足够小,恒星被部分破坏,恒星失去的质量的形态不对称性可以在幸存的核心的轨道能量中产生\emph{increase},导致它被SMBH喷射-而不是捕获。使用平滑粒子流体动力学模拟,我们表明,这两种效应的组合-潮汐激发和不对称的质量损失-导致通过潮汐的恒星的结合能的$\sim 2.5\%$,这是显着小于理论最大值的总恒星结合能的能量损失的最大量。这一结果意味着,在短周期轨道($\lesssim$几年)上被SMBH多次($\gtrsim 10$)重复部分破坏的恒星,正如被用来解释周期性核瞬变ASASSN-14 ko和准周期爆发的那样,必须通过潮汐捕获以外的机制与SMBH结合,例如动力学交换(即,山捕获)。
2023-01-03 astro-ph.GA astro-ph.HE
Enhanced off-center stellar tidal disruptions by supermassive black holes in merging galaxies
偏心恒星潮汐破裂耀斑被认为是探测各向异性引力波辐射导致的超大质量黑洞反冲出星系中心的有力工具。然而,离中心的潮汐耀斑也可以由合并星系中的SMBH产生。在本文中,我们计算了两个合并星系中的双SMBH在SMBH成为自引力束缚之前的潮汐耀斑率。我们采用了一个分析模型来计算两个SMBHs的潮汐损失锥喂养率,考虑到两体松弛的恒星,潮汐扰动的同伴星系,和混乱的恒星轨道在三轴引力势。结果表明,对于质量为10 ^7 M_ \sun的典型SMBH,亏损锥的馈送率在合并后可提高到10^{-2} yr^{-1},比孤立星系中单个SMBH的馈送率高出两个数量级,比反冲SMBH的馈送率高出四个数量级.这种增强主要是由于伴星系的潮汐扰动。我们认为,偏离中心的潮汐耀斑被淹没的合并星系,使识别反冲SMBHs的挑战。基于计算的速率,我们估计的相对贡献的潮汐耀斑事件的单,二进制,和双SMBH系统在宇宙时间。我们的计算表明,合并星系中的非束缚SMBH的偏心潮汐破裂耀斑贡献的一小部分可比的孤立星系中的单个SMBH。我们的结论是,偏离中心的潮汐中断的合并历史的星系和SMBHs的强大的示踪剂。
2013-03-23 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Binary Stars Approaching Supermassive Black Holes: Hydrodynamics of Stellar Collisions, Mass Fallback and Partial TDEs
Zhiyuan College, Shanghai Jiao Tong University(致远学院,上海交通大学);Tsung-Dao Lee Institute, Shanghai Jiao Tong University(汤川中心,上海交通大学);Cornell University(康奈尔大学)
本研究针对双星注入超大质量黑洞低角动量轨道的情况,通过流体动力学模拟分析不同相遇条件下的恒星碰撞结果,揭示其质量损失、残骸特性及碎片回落规律,为理解相关电磁信号提供依据。
2025-09-03 astro-ph.HE
Repeated Tidal Interactions between Stars and Supermassive Black Holes: Mass Transfer, Stability, and Implications for Repeating Partial Tidal Disruption Events
本研究建立了分析恒星部分质量损失响应的高效形式体系,通过模拟验证发现潮汐加热影响小,中等质量演化恒星易在多次部分潮汐瓦解中存活,且恒星密度上升可解释部分重复事件耀发渐暗的现象。
2025-05-19 astro-ph.GA astro-ph.HE
Extreme Love in the SPA: constraining the tidal deformability of supermassive objects with extreme mass ratio inspirals and semi-analytical, frequency-domain waveforms
本文通过未来LISA任务对一个超大质量致密天体inspiral~(EMRI)的极端质量比的探测,对该天体的勒夫数潮汐测量精度进行了评估。非零的勒夫数将是偏离广义相对论经典黑洞预测的确凿证据。我们发现,一个EMRI检测LISA可以设置约束的潮汐勒夫数的旋转中心对象与无量纲自旋$\hat a=0.9$($\hat a=0.99$),这是大约四(六)个数量级更严格的比目前的地面探测器的恒星质量的双星。我们的方法是基于固定相位近似,以获得近似的,但准确的半解析的EMRI波形在频域中,这大大加快了高精度的费舍尔信息矩阵的计算。这种方法可以很容易地扩展到其他几个重力与EMRI测试,并有效地考虑在同一时间的波形中的多个偏差。
2022-07-15 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Unstable Mass Transfer from a Main-Sequence Star to a Supermassive Black Hole and Quasi-Periodic Eruptions
我们讨论的形成和演化的系统组成的低质量($M_\star \lesssim 4 \, \rm M_\odot$)主序星,轨道周期的顺序$\sim$小时,和一个温和的偏心率($e\approx0.1-0.2$)的$10^5-10^7 \, \rm M_\odot$超大质量黑洞,episodically脱落的质量在每个近心通道。我们认为,由此产生的质量转移可能是不稳定的,与罗氏瓣溢出最初驱动的引力波发射,但随后被加速的恒星的膨胀,以响应其质量损失,经历一个失控的过程。我们表明,这样的系统是自然产生的两体引力相遇内的一个星系的秒差距,其次是引力波循环和inspiral从最初的高偏心轨道。我们认为,这样的系统可以产生类似于最近确定的类X射线瞬变称为准周期爆发,在几个遥远的星系的中心观察到的经常性耀斑。
2022-11-17 astro-ph.GA astro-ph.HE
Relativistic tidal separation of binary stars by supermassive black holes
本文通过三体模拟研究相对论效应对超大质量黑洞潮汐分离双星系统的影响,提出HRNA方法,发现其与1PN结果一致且与牛顿模拟差异显著,相对论效应显著增加分离事件、极端质量比旋近、超高速恒星及碰撞并合概率。
2024-04-25 astro-ph.HE gr-qc
Ionization and dissociation induced fragmentation of a tidally disrupted star into planets around a supermassive black hole
利用三维光滑粒子流体动力学程序,考虑辐射转移,对超大质量黑洞(SMBH)对抛物轨道上恒星的潮汐扰动进行了辐射流体动力学(RHD)模拟.我们发现,这样一个潮汐破裂的恒星碎片,并形成团块后不久,其潮汐破裂。碎片化是电离和离解的吸热过程的结果,电离和离解降低了气体压力,导致局部引力坍缩。辐射冷却是不太有效的,因为恒星碎片在如此早期的时间仍然具有很高的光学厚度。我们的模拟显示,一颗恒星密度分布n=3的太阳型恒星被一个10^6太阳质量的黑洞破坏后,会产生质量在0.1到12木星质量范围内的$\sim20$团块。质量回退率随时间衰减,从早到晚有明显的尖峰。尖峰提供了返回碎片团块的证据,而未结合碎片上的团块可能是自由漂浮的行星和棕矮星。这种电离和解离诱导的碎片的潮汐破坏的恒星是一个有前途的候选机制,形成低质量的恒星周围的SMBH行星。
2020-01-13 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.HE
Disruption of a Red Giant Star by a Supermassive Black Hole and the Case of PS1-10jh
新一代潮汐扰动理论模型的开发是及时的,因为在对瞬变天空的调查中捕获了越来越多的不同事件。最近,Gezari等人报告了一类新的潮汐破裂事件的发现:富含氦的恒星核心的破裂,被认为是红巨星(RG)的残余。出于这一发现和其他人的预期,我们认为潮汐相互作用的RG星与超大质量黑洞(SMBH),导致剥离的恒星信封和随后的inspiral的紧凑的核心走向黑洞。一旦恒星外壳被移除,核心的内旋就受到潮汐加热和引力辐射的驱动,直到核心落入SMBH或被潮汐破坏。在潮汐破裂候选PS1- 10 jh的情况下,我们发现,有一组轨道解在高偏心率,潮汐剥离的氢信封吸积的SMBH之前,氦核心被破坏。这将RG核心的参数空间的一部分,强大的潮汐加热可以解除简并的紧凑的残留物和破坏它之前,它达到潮汐半径。我们考虑如何解释这一系列的事件令人困惑的情况下,从PS1- 10 jh的光谱的氢发射线,并引起其其他观测功能。
2014-06-19 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
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