潮汐瓦解事件的伽马射线余辉

一颗游荡到距超大质量黑洞（SMBH）过近的恒星将被潮汐瓦解。此前对此类“潮汐瓦解事件”（TDE）的研究大多聚焦于束缚于系统的恒星碎片，因为它们会产生明亮的耀发。另一方面，原则上半数恒星碎片是非束缚的，可流向很远的距离，但迄今尚无明确证据表明该“非束缚碎片流”（UDS）存在。鉴于 SMBH 周围的核周区域通常布满致密分子云（MCs），本文研究了在 TDE 后数百年可能发生的 UDS 与 MC 碰撞所产生的观测特征。我们聚焦于 $\gamma$ 射线辐射（$0.1-10^5$ GeV），其来源于激波加速的宇宙线与背景质子的相互作用，且更重要的是不受消光影响。我们表明，由于 MC 内部的高质子密度，峰值 $\gamma$ 射线光度约为 $10^{39}~{\rm erg~s^{-1}}$，至少是无 MC 情形（仅平滑星际介质）下的 $100$ 倍。该光度在数十年的时间尺度上衰减，具体取决于 MC 的距离，且未来切伦科夫望远镜阵列（Cherenkov Telescope Array）能在约 $16$ Mpc 距离内探测到约十几个此类“TDE 余辉”。若不加以仔细分辨，这些源可能会污染对星暴星系、含毫秒脉冲星的星系核或暗物质湮灭信号的搜寻。