基于恒星轨道性质的潮汐撕裂事件分类

我们利用高精度直接 N 体实验，研究了中等质量至超大质量黑洞对束缚到非束缚轨道上恒星的潮汐撕裂率。从星团接近黑洞的恒星可走三类轨道：偏心、抛物线和双曲线轨道。由于质量回落率随这些轨道类型呈现不同变率，我们可将潮汐撕裂事件（TDE）分为三类主要：偏心、抛物线和双曲线 TDE。各 TDE 由两个轨道偏心率临界值表征：较低临界偏心率是其以下偏心轨道上的恒星引起有限、剧烈吸积的值，较高临界偏心率是其以上双曲线轨道上的恒星不引起吸积的值。此外，我们发现抛物线 TDE 分为三个子类：精确抛物线、边际偏心和边际双曲线 TDE。我们解析推导出边际偏心 TDE 的质量回落率可比正比于 $t^{-5/3}$ 的标准回落率更平且略高，而边际双曲线 TDE 则可更平且更低。我们通过 N 体实验确认，在含单个中等质量至超大质量黑洞的球状恒星系统中，仅有少数偏心、精确抛物线和双曲线 TDE 可发生。相当大比例的接近黑洞的恒星会引起边际偏心或边际双曲线 TDE。