星际质子束与SgrA*多次相遇中捕获、驱逐与合并的动力学
星系天体物理
2025-05-14 v1 高能天体物理现象
摘要
星际中心的多种星体现象的常见起源是星体二体与巨型黑洞（MBH）之间的潮汐相遇，称为“Hills机制”。相遇后，二体可能破裂成一颗被驱逐的星体和一颗被捕获的星体，亦或发生合并，或继续存活至飞离或进行一或多次后续相遇，直至被破裂或飞离。本文我们分析了二体的命运如何取决于其轨道参数，通过追踪其在最多三次后续近点穿越中的演化。我们选择初始为圆形二体、抛物线轨道的初始population。我们呈现了基于受限三体模型的结果，其优势在于能够轻松探索多维参数空间并独立于二体的物理属性作出预测。我们发现，命运强烈依赖于轨道倾角、进入MBH潮汐球的深度以及在相遇中形成的二体偏心率。一般而言，非逆行轨道、较高偏心率或深入相遇会优先导致破裂。破裂是最常见的命运。约有一部分存活的二体以通常比被驱逐星体快2个数量级的速度飞离。多次相遇通过20%以上提高破裂率。最后，我们通过一个示例系统，考察了有限的星体大小和寿命的影响，表明合并发生31%的时间，破裂仍通过后续穿越提高10%。
引用
@article{arxiv.2505.08499,
title = {Dynamics of recaptures, ejections and mergers of stellar mass binaries over multiple encounters with SgrA*},
author = {Biancamaria Sersante and Zephyr Penoyre and Elena Maria Rossi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.08499},
year = {2025}
}