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利用白矮星潮汐瓦解事件的光学发射线探测中等质量黑洞

宇宙学与河外天体物理 2015-05-20 v1

摘要

我们计算了白矮星被中等质量黑洞(IMBH;M102105\msunM\sim 10^{2}-10^{5}\msun)潮汐瓦解后释放的碎片所产生的发射线光谱,并探讨了利用这些发射线识别此类事件并约束IMBH性质的可能性。为此,我们采用并改进了Strubbe & Quataert研究主序星被超大质量黑洞潮汐瓦解时产生的光学发射线所发展的技术。白矮星在<105\msun< 10^{5}\msun黑洞的事件视界之外被潮汐瓦解,这使得这些潮汐瓦解事件成为IMBH的良好标志。我们重点关注吸积耀斑光致电离瓦解过程中未束缚的碎片流时产生的光学和紫外发射线。我们发现光谱主要由C和O离子的谱线主导,其中早期最强的谱线是\ion{C}{4} λ\lambda1549,后期则是[\ion{O}{3}] λ\lambda5007。此外,我们对[\ion{O}{3}] λλ\lambda\lambda4959, 5007双线的发射线轮廓进行了建模,发现其高度不对称,速度宽度可达2500  km  s1\sim 2500 \rm{\;km\;s^{-1}},具体取决于WD-IMBH系统的性质和观测者的方位。最后,我们将模型与球状星团核心的X射线耀发和光学发射线观测进行了比较,并提出了未来观测如何检验这些特征是否源于被IMBH潮汐瓦解的白矮星。

关键词

引用

@article{arxiv.1010.6087,
  title  = {Probing Intermediate Mass Black Holes With Optical Emission Lines from Tidally Disrupted White Dwarfs},
  author = {Drew Clausen and Michael Eracleous},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1010.6087},
  year   = {2015}
}

备注

19 pages, 9 figures, accepted for publication in The Astrophysical Journal