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GRB 250702B 的毫潮汐瓦解事件模型:主序星被中等质量黑洞撕裂

高能天体物理现象 2025-12-18 v1

摘要

GRB 250702B 是迄今为止记录的最长的伽马射线暴,其多个伽马射线发射阶段分布在超过 25 ks 的持续时间中,并有一个较弱的软 X 射线预峰值约 1 天逐渐上升的辐射。它偏离其宿主星系中心约 5.7 kpc,并展现出从射电到 X 射线的长期余辉辐射。其真实本质尚不清楚,两个主要的候选天体类别分别是特殊类型的超长伽马射线暴和中等质量黑洞(IMBH)的潮汐瓦解事件(TDE)。在此,我们考虑后者,即 mTDE 起源。我们对余辉数据进行建模,发现一个分层的外部密度轮廓 rk\propto r^{-k},其中 k=1.60±0.17k=1.60\pm0.17,与星际介质的 Bondi 吸积一致(初始数密度 nISM=n0  cm3n_{\rm ISM}=n_0\;{\rm cm^{-3}},声速 cs=cs,6106  cms1c_s=c_{s,6}10^6\;{\rm cm\,s^{-1}}),对于后者 n(r)nISM(r/RB)3/2n(r)\approx n_{\rm ISM}(r/R_{\rm B})^{-3/2} 在 Bondi 半径 RBR_{\rm B} 之内。此外,我们利用隐含的密度归一化来推断该模型中的 IMBH 质量,得出 M(6.552.29+3.51)×103n02/3cs,62(1+M2)  MM_\bullet\approx\left(6.55^{+3.51}_{-2.29}\right)\times10^3\,n_0^{-2/3}\,c_{s,6}^{2}(1+\mathcal{M}^2)\;M_\odot,其中 MvBH/cs\mathcal{M}\equiv v_{\rm BH}/c_s 是 IMBH 相对于星际介质的马赫数。结合来自源系最小变化时间 tMV,src=tMV1+z0.5  st_{\rm MV,src}=\frac{t_{\rm MV}}{1+z}\approx 0.5\;{\rm s}MM_\bullet 上限 M<c3GtMV1+z5×104MM_\bullet<\frac{c^3}{G}\frac{t_{\rm MV}}{1+z} \lesssim 5\times10^4\,M_\odot,这意味着 vBH28n01/3  kms1v_{\rm BH}\lesssim 28\,n_0^{1/3}\;{\rm km\,s^{-1}}。我们证明对主序星(而非白矮星)的 mTDE 可以解释 GRB 250702B 的持续时间和能量。峰值前的逐渐上升可能是由逐渐圆化和吸积盘建立引起的,导致喷流的功率和洛伦兹因子增加。

关键词

引用

@article{arxiv.2512.14847,
  title  = {A milli-Tidal Disruption Event Model for GRB$\;$250702B: Main Sequence Star Disrupted by an IMBH},
  author = {Jonathan Granot and Hagai B. Perets and Ramandeep Gill and Paz Beniamini and Brendan O'Connor},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2512.14847},
  year   = {2025}
}

备注

15 pages, 3 figures, submitted