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束缚轨道恒星潮汐瓦解产生的有限强烈吸积爆发

高能天体物理现象 2015-06-11 v1 星系天体物理 广义相对论与量子宇宙学

摘要

我们通过使用伪牛顿势进行三维光滑粒子流体动力学 (SPH) 模拟,研究了沿束缚轨道接近超大质量黑洞的潮汐瓦解恒星的吸积过程。我们发现存在一个临界轨道偏心率值,低于该值时所有恒星碎片仍被黑洞束缚。对于较高但低于临界值的偏心率,所有恒星质量均在有限时间内被黑洞吸积,导致显著偏离经典的 t5/3t^{-5/3} 质量回落率。当恒星处于中等偏心轨道且其近心点距离深入潮汐瓦解半径内部时,由于相对论进动,碎片流可能会发生多次轨道交叉。这通过激波耗散轨道能量,使得碎片流快速圆化并形成吸积盘。 resultant 吸积率大大超过爱丁顿率,并与经典的 t5/3t^{-5/3} 率有显著差异。相比之下,在纯牛顿势的等效模拟中,轨道交叉引起的耗散很少。这表明广义相对论进动对于通过中等偏心轨道恒星碎片圆化形成吸积盘至关重要。

关键词

引用

@article{arxiv.1210.1333,
  title  = {Finite, Intense Accretion Bursts from Tidal Disruption of Stars on Bound Orbits},
  author = {Kimitake Hayasaki and Nicholas Stone and Abraham Loeb},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1210.1333},
  year   = {2015}
}

备注

15 pages, 15 figures, submitted to MNRAS