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星—盘相互作用对活动星系核中高偏心率恒星轨道的影响:盘损失锥及其对恒星潮汐撕裂事件的启示

太阳与恒星天体物理 2020-02-12 v2 星系天体物理 高能天体物理现象

摘要

星系中心黑洞似乎几乎普遍被致密恒星团所环绕。当这些黑洞经历活动吸积阶段时,吸积盘、恒星团与黑洞系统的多个组分共存。我们分析了当恒星穿 puncture 过盘平面时拖曳力对高偏心率恒星轨道的影响。盘穿越耗散轨道能量,将偏心率恒星拉入更圆的轨道。对于高面密度盘,例如那些在接近 Eddington 质量吸积极限处吸积的黑洞周围所发现的盘,这种能量耗散的幅度可能大于恒星通过两体弛豫所受到的的平均散射。其一个含义是存在高偏心率恒星轨道的盘“损失锥”,其中盘相互作用的耗散超过两体弛豫的散射。对于近 Eddington 黑洞吸积率,盘损失锥大于潮汐撕裂损失锥。盘损失锥内的恒星轨道随着轨道被圆化以及恒星可能因与盘的高速撞击而被烧蚀,而从整体星团中损失掉。然而,我们发现盘损失锥的存在对恒星潮汐撕裂的整体速率影响甚微。恒星仍从更遥远的恒星轨道被高效地供给至黑洞,这些轨道获得足够大的每轨道散射以跳过盘损失锥并最终被潮汐撕裂。

关键词

引用

@article{arxiv.1909.09645,
  title  = {The Effect of Star--Disk Interactions on Highly Eccentric Stellar Orbits in Active Galactic Nuclei: A Disk Loss Cone and Implications for Stellar Tidal Disruption Events},
  author = {Morgan MacLeod and Douglas N. C. Lin},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1909.09645},
  year   = {2020}
}

备注

Submitted to AAS Journals; comments are welcome. Associated software at: https://github.com/morganemacleod/NSC_dynamics