利用移动网格流体动力学模拟恒星被恒星级黑洞潮汐撕裂

在致密星团中心，恒星与致密天体之间的近距离遭遇很可能发生。我们研究主序（MS）恒星被恒星级黑洞潮汐撕裂的事件（称为 $\mu$TDEs），这能揭示这些星团中发生的过程，包括作为恒星级黑洞质量增长的途径。利用移动网格流体动力学代码 \texttt{AREPO}，我们对现实的、由 \texttt{MESA} 生成的主序恒星的部分 $\mu$TDEs 进行了一系列流体动力学模拟，改变了恒星初始质量（$0.5\,{\rm M}_{\rm \odot}$ 与 $1\,{\rm M}_{\rm \odot}$）、恒星年龄（零龄、中龄与终龄）、黑洞质量（$10\,{\rm M}_{\rm \odot}$ 与 $40\,{\rm M}_{\rm \odot}$）以及撞击参数（从几乎无质量损失到完全撕裂）。我们随后考察了部分被撕裂遗迹的质量、自旋与轨道参数对初始遭遇参数的依赖关系。我们发现恒星损失的质量随接近距离增大而指数下降，且 $1\,{\rm M}_{\rm \odot}$ 恒星比 $0.5\,{\rm M}_{\rm \odot}$ 恒星损失更少质量。此外，演化程度更高的恒星更不易损失质量。最近距离处的潮汐力矩将遗迹自旋提升 $10^2$--$10^4$ 倍，具体取决于撞击参数。遗迹恒星可束缚（偏心）或不束缚（双曲）于黑洞：当恒星中心密度集中度相对较低且黑洞-恒星质量比高时会出现双曲轨道，这正是 $0.5\,{\rm M}_{\rm \odot}$ 恒星被撕裂的情形。最后，我们给出了一系列参数的最佳拟合解析公式，可纳入星团代码以更精确地模拟恒星-黑洞相互作用。