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银河系核中的主序星碰撞光程与光谱

高能天体物理现象 2025-06-18 v4 星系天体物理 太阳与恒星天体物理

摘要

高速星系核中的星际碰撞产生的 ejecta 可产生 potentially 可观测的电磁辐射,因而成为一种有前景的核类短暂现象。然而,涉及主序星的碰撞的光度和光谱特性目前仍鲜为人知。本文利用 3D 流体动力学和 1D 辐射传递模拟,探讨了在广泛碰撞配置下,面向终端年龄主序星的高速碰撞产生的 debris 的性质与可观测量。 ejecta 产生明亮的紫外 (UV) 闪光,其测度光度通常在 1043\gtrsim10^{43} erg s1^{-1} 处达到峰值,随后以 t2t4t^{-2}-t^{-4} 的速度迅速下降至 10411042\gtrsim10^{41}-10^{42} erg s1^{-1}(在 0.5 d 时),并在数天后趋于平台态,处于 10391041.510^{39}-10^{41.5} erg s1^{-1}MVM_V10-1015-15 mag 之间)。其光谱在前几天内会发生显著演化,从 UV 主导转为光学主导。UV 范围显示大量来自金属如 C、N、O 的共振态跃迁,而光学范围主要显示 H I Balmer 线。这些特性在质量上与观测到的以及 Type II 超新星模型的结果相似。这些事件的可观测量 exhibits clear 与碰撞配置(包括冲击参数、相对速度和星质量)之间的清晰相关性。我们提供拟合公式以描述这些相关性。检测这些闪光需要亚日频率的调查,如 ULTRASAT,结合光谱观测以消除混淆并推断碰撞特征。

关键词

引用

@article{arxiv.2502.05265,
  title  = {Light curves and spectra for stellar collisions between main-sequence stars in galactic nuclei},
  author = {Taeho Ryu and Luc Dessart},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2502.05265},
  year   = {2025}
}

备注

23 page, 20 figures, 2 tables, accepted for publication in A&A. Movies available at https://www.youtube.com/playlist?list=PLxLK3qI02cQequh99QnHHUhOKl0SO3vQB