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黑洞-恒星双星与恒星级黑洞的密近相遇

高能天体物理现象 2023-07-12 v4 星系天体物理

摘要

涉及双星的动力相互作用在星团与星系演化中起着关键作用。我们继续使用移动网格流体动力学代码 {\small AREPO} 研究三体相遇的流体动力学,聚焦于黑洞-恒星双星与恒星级黑洞动力相互作用中的双星黑洞(BBH)形成、恒星瓦解和电磁(EM)辐射。这类相遇可根据最终产物是否包含 BBH 分为两类。该结果主要由哪两个天体在首次最近接近时相遇决定。当恒星与入射黑洞首先相遇且碰撞参数小于双星半长轴时,更可能形成 BBH。在这种情况下,恒星常被瓦解。另一方面,当两个黑洞首先相遇时,常见后果是原双星轨道扰动或双星成员交换。对于本研究选取的参数,伴随恒星瓦解的 BBH 形成发生在约 1/4 的相遇中。BBH 形成与恒星瓦解的密切关联对双星并合时的 EM 对应体具有可能的启示。瓦解恒星的黑洞迅速被一个光学与几何上均厚的吸积盘包围,其吸积率超过爱丁顿极限。若碎屑盘冷却足够快而变得长寿命,则可在 BBH 并合时产生 EM 对应体。

关键词

引用

@article{arxiv.2304.01792,
  title  = {Close encounters of black hole - star binaries with stellar-mass black holes},
  author = {Taeho Ryu and Ruggero Valli and Rudiger Pakmor and Rosalba Perna and Selma E. de Mink and Volker Springel},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2304.01792},
  year   = {2023}
}

备注

16 pages, 11 figures, 2 table. Accepted for publication in MNRAS, movie here: https://studio.youtube.com/playlist/PLxLK3qI02cQfXhvhRZp9gkvts_E46t0kH/videos