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星落:活动星系核“开启”时的恒星大雨

高能天体物理现象 2022-05-25 v1 星系天体物理

摘要

当活动星系核(AGN)“开启”时,一些恒星最终以逆行轨道嵌入超大质量黑洞(SMBHs)周围的吸积盘中。此类恒星经历强头风、气动阻力、烧蚀以及短时标上的轨道演化。在 AGN 开启的头 0.1\sim 0.1~Myr 内,轨道角动量的损失导致恒星的“大雨”(“starfall”)落入内盘并落向 SMBH。内盘中双星散射可产生大的 AGN 损失锥(θAGN,lc\theta_{\rm AGN,lc}),并引发潮汐破坏事件(TDEs)。星落的标志包括光学/UV 耀发,其光度随时间上升,尤其在内盘中。若 SMBH 质量 MSMBH108MM_{\rm SMBH} \ge 10^{8}M_{\odot},耀发骤然截断,恒星被吞没。若 MSMBH<108MM_{\rm SMBH}<10^{8}M_{\odot},且入射轨道位于 θAGN,lc\theta_{\rm AGN,lc} 内,耀发之后跟随一个相对于 AGN 内盘可为顺行或逆行的 TDE。逆行 AGN TDE 因面内抛射物与内盘碰撞而过度明亮且短寿,随后 AGN 进入较低状态。顺行 AGN TDE 向内盘气体增添角动量,故起初看似普通 TDE,但随后 AGN 进入高态。对此类耀发特征的搜寻检验了 AGN“开启”、SMBH 质量以及盘性质和嵌入星族的模型。

关键词

引用

@article{arxiv.2110.03741,
  title  = {Starfall: A heavy rain of stars in 'turning on' AGN},
  author = {B. McKernan and K. E. S. Ford and M. Cantiello and M. J. Graham and A. S. Jermyn and N. W. C. Leigh and T. Ryu and D. Stern},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2110.03741},
  year   = {2022}
}

备注

10 pages, 1 figure, MNRAS submitted