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潮汐瓦解事件的 X 射线能谱连续谱拟合

高能天体物理现象 2020-07-14 v3

摘要

我们发展了一种潮汐瓦解事件(TDE)X 射线辐射的新模型,将静止广义相对论“薄(slim)盘”吸积解应用于超大质量黑洞(SMBH),然后将光子轨迹从像平面追踪至盘表面,自洽地包含引力红移、多普勒和透镜效应。我们同时成功拟合了两个 TDE 的多历元 XMM-Newton X 射线能谱:ASASSN-14li 与 ASASSN-15oi。我们检验了 ASASSN-15oi 观测到的、出乎意料缓慢的 X 射线增亮的解释,包括延迟盘形成与再处理层的可变遮挡。我们提出一个更契合数据的新机制:“瘦身盘(Slimming Disk)”情景,其中向侧视盘的吸积减慢,降低盘高并随时间暴露更多来自内盘的 X 射线到视线。对于 ASASSN-15oi,我们约束 SMBH 质量为 4.03.1+2.5×106M4.0^{+2.5}_{-3.1} \times 10^6M_\odot。对于 ASASSN-14li,SMBH 质量为 107+1×106M10^{+1}_{-7}\times 10^6M_\odot,自旋 >0.3>0.3。两个 TDE 的拟合质量均与独立估计一致;对于 ASASSN-14li,施加外部质量约束将自旋约束收窄至 >0.85>0.85。ASASSN-14li 的质量吸积率缓慢衰减,如 t1.1\propto t^{-1.1},或许由于低效的碎屑圆化。在 \approx1100 天内,其 SMBH 吸积了 ΔM0.17M\Delta M \approx 0.17 M_\odot,意味着前身星质量 >0.34M> 0.34 M_\odot,即无“缺失能量问题”。两个 TDE 的氢柱密度在几百天后下降至宿主星系加银河系值,暗示遮挡气体耗尽或移除的特征时标。

关键词

引用

@article{arxiv.2003.12583,
  title  = {Continuum-Fitting the X-ray Spectra of Tidal Disruption Events},
  author = {Sixiang Wen and Peter G. Jonker and Nicholas C. Stone and Ann I. Zabludoff and Dimitrios Psaltis},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2003.12583},
  year   = {2020}
}

备注

Accepted for publication in ApJ