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极端相对论性潮汐撕裂事件

高能天体物理现象 2023-04-05 v4

摘要

极端潮汐撕裂事件(eTDE)发生于恒星非常接近超大质量黑洞时,可能提供一种观测长期寻求的广义相对论效应的途径:绕黑洞缠绕数圈而后离开的轨道。通过广义相对论流体动力学模拟,我们表明此类eTDE易于与大多数潮汐撕裂事件区分,后者中恒星接近但并非极接近黑洞。沿恒星轨道,eTDE中的碎屑最初分布于一道月牙形区域,并迅速转变为紧密螺旋,其中部分质量随后落回黑洞,其余被抛射。落入碎屑内部的激波为观测到的辐射提供能量。所得光变曲线迅速上升至约爱丁顿光度,维持该水平数周至一年(取决于恒星质量与黑洞质量),然后下降。其大部分能量位于温度 (12)×106\sim (1-2)\times 10^{6} K(100200\sim 100-200 eV)的热X射线中。eTDE的碎屑演化与观测特征在性质上不同于普通TDE,使eTDE成为一种新型TDE。尽管eTDE对于较低质量黑洞相对罕见,但较高质量黑洞周围的大多数潮汐撕裂事件是极端的。它们的探测提供了此前无法触及的奇异相对论现象的一瞥。

关键词

引用

@article{arxiv.2211.00059,
  title  = {Extremely Relativistic Tidal Disruption Events},
  author = {Taeho Ryu and Julian Krolik and Tsvi Piran},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2211.00059},
  year   = {2023}
}

备注

13 pages, 6 figures, Accepted for publication in ApJL, movies: https://www.youtube.com/watch?v=ZX4B8TIQDj4&list=PLxLK3qI02cQdGdFe6zwBc_1sb-XDW-mPk