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通过吸积盘内低质量恒星吸积在银河系中心形成大质量恒星

星系天体物理 2020-09-02 v1

摘要

在银河系中心距超大质量黑洞 0.4\sim 0.4 pc 内观测到的大质量恒星群的起源是个谜。黑洞的潮汐力可能抑制原位(in situ)恒星形成,而这些大质量恒星的年轻性似乎排除了别处形成再(某种方式)运入银河系中心的可能。此处我们考虑第三种途径:由环绕超大质量黑洞的核星团中所含低质量恒星产生这些大质量恒星。经过的云气会被超大质量黑洞潮汐撕裂,形成绕黑洞的吸积盘。嵌于该吸积盘中的恒星将通过 Bondi-Hoyle 吸积从盘吸积气体,其中恒星吸积率 M˙M2\dot{M}_\star \propto M_\star^2。这种吸积的超指数增长可致恒星质量急剧增加,某些情况下达到所需的 40–50 M_\odot。质量增长率敏感依赖于恒星轨道偏心率与轨道倾角。当恒星被盘捕获、轨道圆化时,轨道倾角及/或偏心率的演化将增加所产生大质量恒星的数量。因此,低质量恒星吸积可致银河系中心及其他星系核中恒星初始质量函数偏重高质量端。所产生大质量恒星将通过超新星爆发污染环境,并可能产生致密双星,其并合或可被 LIGO-VIRGO 引力波天文台探测到。

关键词

引用

@article{arxiv.2008.10033,
  title  = {Making massive stars in the Galactic Centre via accretion onto low-mass stars within an accretion disc},
  author = {Melvyn B. Davies and Doug N. C. Lin},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2008.10033},
  year   = {2020}
}

备注

Accepted for publication in MNRAS