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密近双星与恒星级黑洞的密切接触

高能天体物理现象 2023-01-18 v3 太阳与恒星天体物理

摘要

在星团与活动星系核吸积盘等多种天体物理环境中,预期会发生恒星与致密天体间的强动力学相互作用。通过采用移动网格代码 AREPO 的一系列三维流体动力学模拟,我们研究了 2M2M_{\odot}20M20M_{\odot} 等质量圆轨道双星与单个 20M20M_{\odot} 黑洞(BH)密切接触中暂现现象的形成及其性质。恒星在动力学相互作用中可被 BH 瓦解,自然产生电磁暂现现象。冲击参数小于初始双星半长轴的接触频繁导致多种暂现现象,其电磁特征在性质上不同于仅涉及两体的普通瓦解事件。这些包括两星同时或相继瓦解,以及一星完全瓦解伴随另一星相继部分瓦解。另一方面,当冲击参数大于初始双星半长轴时,双星要么仅受潮汐扰动,要么离解为束缚与未束缚单星(“微希尔斯”机制)。20M20M_{\odot} 双星的离解可产生相互远离的速逃星与活动 BH。此外,双星离解既可产生与 BH 相互作用的双星,也可产生非相互作用的硬双星;二者均可能是 BH 高质与低质量 X 射线双星的候选体。因此我们的模拟特别确认强接触可导致(通常难以形成的)BH 低质量 X 射线双星的形成。

关键词

引用

@article{arxiv.2211.02734,
  title  = {Close Encounters of Tight Binary Stars with Stellar-mass Black Holes},
  author = {Taeho Ryu and Rosalba Perna and Ruediger Pakmor and Jing-Ze Ma and Rob Farmer and Selma E. de Mink},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2211.02734},
  year   = {2023}
}

备注

13 pages, 8 figures, 2 tables. Accepted for publication in MNRAS. Movies: https://www.youtube.com/watch?v=DGz2WokfZLA&list=PLxLK3qI02cQeEc3ktlYAOLY4RHVX1V_nZ