大质量黑洞潮汐压缩恒星中的激波

我们关注主序星深入穿透大质量黑洞潮汐半径的情形。重点研究导致恒星在最大压缩时刻形成所谓“煎饼”构型的压缩阶段。旨在研究潮汐压缩过程，特别关注激波的发展；推导涉及“煎饼”恒星的热力学量的可靠估计；并解决关于潮汐压缩恒星核心是否能触发热核反应的争议。我们建立了一个适应该问题几何结构的一维流体动力学模型。基于高分辨率激波捕捉的 Godunov 型方法，该模型允许研究恒星在垂直于其轨道平面方向上经历的压缩阶段。我们展示了两种机制的存在，取决于激波是在核心最大压缩时刻之前还是之后发展。在这两种情况下，我们都确认了恒星核心中存在足以触发热核爆炸的高压缩和加热因子。此外，我们表明激波将短暂但极高的温度峰值从中心向外携带至恒星表面。我们初步结论认为，该现象可能产生硬电磁辐射，这可与在一些拥有大质量黑洞的星系核中已观测到的某些 X 射线耀发进行比较。最后，我们估计“煎饼”恒星的发生率约为每星系每年 $10^{-5}$ 次。若在硬 X 射线或 $\gamma$ 射线波段产生，则在可观测宇宙范围内每年应能探测到数起此类事件。