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潮汐瓦解事件的冷却包层模型

高能天体物理现象 2022-09-28 v1

摘要

我们提出了一个用于潮汐瓦解事件 (TDE) 热光学/UV/X 射线辐射的玩具模型。受近期流体动力学模拟的启发,我们假设碎屑流迅速且快速地圆化(在最束缚碎屑的轨道周期上),在超大质量黑洞 (SMBH) 周围生成一个热的准球形压力支撑包层,其半径 R_v ~ 1e14 cm(光球半径 ~1e15 cm)。随着包层辐射冷却,它经历开尔文-亥姆霍兹收缩 R_v ~ t^(-1),其温度上升 T_eff ~ t^(1/2),而总光度保持大致恒定;光学光度衰减为 nu L_nu ~ R_v^2 T_eff ~ t^(-3/2)。尽管这与质量回落率 Mdot_fb ~ t^(-5/3) 相似,但除光学峰值附近(两者相当)外,来自回落吸积的包层加热相对于包层冷却光度是次要的。包层收缩可被来自内包层向 SMBH 的调节式吸积的能量注入所延迟,导致光学/X 射线光曲线的晚期变平,类似于在一些 TDE 中观测到的现象。最终,当包层收缩到接近圆化半径时,SMBH 吸积率上升到其最大值,同时光学光度下降。这种由冷却引起(而非圆化引起)的、长达数百天的延迟,可能解释了一些 TDE 中观测到的热 X 射线延迟出现、晚期射电耀发以及高能中微子产生。我们将模型预测与近期 TDE 光曲线相关性研究进行比较,发现了一致之处以及存在张力的点。

关键词

引用

@article{arxiv.2207.07136,
  title  = {Cooling Envelope Model for Tidal Disruption Events},
  author = {Brian D. Metzger},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2207.07136},
  year   = {2022}
}

备注

12 pages, 4 figures