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活动星系核吸积盘中的吸积改性恒星:缓慢暂现现象

高能天体物理现象 2021-04-21 v2 星系天体物理

摘要

致密天体预期存在于活动星系核(AGNs)中超大质量黑洞(SMBHs)的吸积盘内,在如此致密环境(1014cm3\sim 10^{14}\,{\rm cm^{-3}})下,它们将形成一种称为吸积改性恒星(AMSs)的新恒星族。近期 LIGO/Virgo 对极高质量恒星级双黑洞(BHs)并合的探测支持该假说。我们表明 TZOs 将在典型 AGN 寿命内被 SMBH-盘俘获。在 SMBH-盘背景下,Bondi 吸积到 BHs 上的吸积率为 109LEdd/c2\sim 10^{9}L_{\rm Edd}/c^{2},其中 LEddL_{\rm Edd} 为爱丁顿光度,cc 为光速。由超爱丁顿吸积产生的外流强烈冲击 Bondi 球并诱发周期性吸积。我们表明超爱丁顿吸积将在吸积间隔 ta105m1t_{\rm a}\sim 10^{5}m_{1}\,s 后停止,其中 m1=m/10\sunmm_{1}=m_{\bullet}/10\sunm 为 BH 质量。在 tat_{\rm a} 期间积累的外流动能相当于 10 颗超新星驱动 Bondi 球爆炸并产生激波。我们证明由激波加速的相对论电子产生的同步辐射耀发在软 X 射线波段(0.1\sim 0.1\,keV)达到峰值,对典型射电宁静类星体的射电、光学、UV 和软 X 射线辐射有显著贡献。电子的外逆康普顿散射峰值约在 4040\,GeV,可通过 {\it Fermi}-LAT 探测。该耀发以 t6/5t^{-6/5} 在数月内衰减,将表现为缓慢变化暂现源。在射电宁静类星体中以每年数次发生的耀发,为解释 AGN 变率提供了一种新机制。

关键词

引用

@article{arxiv.2103.07708,
  title  = {Accretion-modified Stars in Accretion Disks of Active Galactic Nuclei: Slowly Transient Appearance},
  author = {Jian-Min Wang and Jun-Rong Liu and Luis C. Ho and Pu Du},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2103.07708},
  year   = {2021}
}

备注

10 pages, 3 figures, accepted