宁静星系中潮汐瓦解事件的恒星与气体动力学模型

构建了一个详细的潮汐瓦解事件（TDEs）模型，使用恒星动力学和气体动力学输入，包括黑洞（BH）质量 $M_{\bullet}$、比轨道能量 $E$ 和角动量 $J$、恒星质量 $M_{\star}$ 和半径 $R_{\star}$，以及恒星轨道的近心点 $r_{p}(E,\hspace{1mm}J,\hspace{1mm}M_{\bullet})$。我们利用标准损失锥理论求解了稳态 Fokker--Planck 方程，针对星系密度轮廓 $\rho (r) \propto r^{-\gamma}$ 和恒星质量函数 $\xi(m)$，其中 $m=M_{\star}/M_{\odot}$，得到了恒星馈入黑洞的速率在相空间上的积分 $\dot{N}_{t} \propto M_{\bullet}^\beta$，其中对于 $M_{\bullet}>10^7 M_{\odot}$ 有 $\beta= -0.3\pm 0.01$，对于 $\gamma=0.7$ 有 $\sim 6.8 \hspace{1mm} \times 10^{-5}$ Yr$^{-1}$。我们利用此结果对瓦解碎片的落入率 $\dot{M}(E,\hspace{1mm}J,\hspace{1mm}m,\hspace{1mm}t)$ 进行建模，并讨论了盘形成的条件，发现对于基准物理参数范围，吸积盘几乎总是形成。我们还发现了给定恒星的潮汐碎片形成具有超爱丁顿吸积阶段的盘的条件。我们模拟了相关光学 g 波段和软 X 射线中超爱丁顿与亚爱丁顿吸积盘的光变曲线轮廓，作为 $\dot{M}(E,\hspace{1mm}J,\hspace{1mm}t)$ 的函数。利用这些结果、标准宇宙学参数和巡天仪器细节，我们最终预测了各种即将开展的巡天可探测的 TDE 速率，作为 $\gamma$ 的函数。