大质量黑洞对双星潮汐剥离的流体动力学模拟

在星系核中，绕中心大质量黑洞低角动量轨道上的恒星可能被黑洞潮汐场完全或部分瓦解，通过气体吸积点亮致密天体。如果恒星未被完全瓦解且处于闭合轨道，该现象可能重复。由于双星系统由两颗恒星组成，双星在经历潮汐分离后也可能成对遭受此种命运。黑洞消耗双星的两个组分预计会驱动双峰耀发。在本文中，我们首次使用GADGET2，在牛顿力学框架下对星系中心黑洞周围的双星进行了一系列光滑粒子流体动力学模拟。我们表明，来自双潮汐瓦解的吸积光度光变曲线在减小相遇的冲击参数以及增大双星分离后离开系统的恒星质量与伴星质量之差时，会显现出更显著的“膝部”（knee），而非双峰。如果一个恒星仅被部分瓦解并在双星分离后仍束缚于黑洞，则探测到膝部可以预示周期性吸积光度耀发的开始。因此膝部可能是周期性耀发的前兆，后者可被预测、跟进和更好建模。在黑洞质量范围 $10^5-10^8 \rm M_{\rm \odot}$ 内的解析估计表明，对于质量 $10^6-10^7 \rm M_{\rm \odot}$ 的黑洞，膝部特征被增强。