接近超大质量黑洞的双星系统：破裂、双星撕裂与恒星碰撞

在星系中心，恒星和双星系统可被注入低角动量轨道，从而发生与中心超大质量黑洞（SMBH）的近距离相遇。先前的研究表明，这类近距离相遇根据不同条件可导致双星破裂、两颗恒星被撕裂或恒星碰撞。我们采用3体散射实验对这些不同结果进行参数化刻画，包括$\beta_b$（双星潮汐半径与黑洞近点距离$r_p$之比）以及双星的紧凑度。我们专注于恒星碰撞，发现其发生于一定范围的$\beta_b$值下，概率为几到十几 percent（取决于双星的紧凑度）。在温和相遇（$\beta_b\lesssim 1$）时，恒星碰撞发生在近点穿越后，合并残骸通常以较小速度被喷出；在深层相遇（$\beta_b\gtrsim 1$）时，碰撞发生在近点附近，碰撞速度为恒星逃逸速度的数倍，合并残骸则通常被束缚于黑洞内。我们认为，由双星-超大质量黑洞相遇引发的恒星碰撞可能产生星系中心的异星、因质量损失导致黑洞上的吸积明星变，或产生束缚合并残骸引发持续的部分性 TDE。