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来自深穿入轨道恒星的软 X 射线温度潮汐瓦解事件

高能天体物理现象 2015-10-28 v2

摘要

与潮汐瓦解事件候选体 (TDEs) 相关的谜题之一是,通过光学和紫外望远镜发现的 TDEs 的色温度约为 few×104{\rm few}\times 10^4~K,而通过 X 射线卫星发现的 TDEs 的色温度约为 few×105106{\rm few}\times 10^5 - 10^6~K,两者之间存在二分性。本文提出,当被瓦解恒星的潮汐碎片在相对靠近超大质量黑洞处发生自相交时,会产生高温 TDEs,这与导致较低色温度的较远自相交形成对比。特别地,我们从简单的弹道考虑注意到,轨道中更大的近心点进动是更近自相交的关键。因此,更大的 β\beta 值(即潮汐半径与初始轨道近心点距离之比)更有可能导致更致密盘具有更高的温度,这些盘是超爱丁顿的,且几何厚、光学厚。对于给定的恒星和 β\beta,近心点进动也随黑洞质量的增大而增加,但更大的黑洞质量意味着在爱丁顿光度下温度更低。因此,预期温度对黑洞质量的依赖关系是非单调的。我们发现,要产生软 X 射线温度 TDE,需要 β>3\beta> 3 的深穿入恒星轨道,且黑洞质量 5×106M\lesssim 5\times 10^6 M_\odot 较为有利。尽管 TDEs 的观测相对稀少且可能受选择效应主导,但令人鼓舞的是,这两个预期都与现有数据一致。

关键词

引用

@article{arxiv.1507.04333,
  title  = {Soft X-ray Temperature Tidal Disruption Events from Stars on Deep Plunging Orbits},
  author = {Lixin Dai and Jonathan C. McKinney and M. Coleman Miller},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1507.04333},
  year   = {2015}
}

备注

10 pages, 4 figures, accepted by the Astrophysical Journal Letters