高速红巨星碰撞的观测特征
太阳与恒星天体物理
2023-10-12 v1 星系天体物理
高能天体物理现象
摘要
在致密的核星团中，由超大质量黑洞（BH）驱动或 BH 驱动的解体性碰撞所产生的高速恒星碰撞，其能量可与大质量恒星铁核引力坍缩后的超巨星爆发相媲美。本文从使用流体动力学代码 AREPO 模拟的一组红巨星碰撞样本出发，利用非局部热力学平衡含时辐射转移代码 CMFGEN 生成测光与光谱观测量。来自更延展巨星或更强碰撞（更高速度或更小的碰撞参数）的碰撞在 1 天时产生约 1e43 erg/s 的辐射光度，在约一周的时间尺度上演化至 ~1e41 erg/s 的明亮平台，随后在光学厚阶段结束时的 20–40 天后急剧下降。该光度在最初几天主要位于紫外波段，即其达到最大值时，此后转移至光学波段。较低速度或由较不延展恒星产生的碰撞所形成的抛射物较暗，但若其膨胀速率较小，可保持光学厚长达 40 天。这些碰撞残骸显示出与观测或模拟的大质量恒星蓝超巨星爆发相似的光谱演化，仅在于向星云相的过渡更为迅速。此类 BH 驱动的解体性碰撞应能被 ULTRASAT 等高频次紫外巡天探测到。
引用
@article{arxiv.2310.07036,
title = {The look of high-velocity red-giant star collisions},
author = {Luc Dessart and Taeho Ryu and Pau Amaro Seoane and Andrew M. Taylor},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.07036},
year = {2023}
}
备注
submitted to A&A