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部分潮汐瓦解事件的最大引力模型:质量损失、峰值回落率及其对恒星性质的依赖

高能天体物理现象 2026-01-07 v1

摘要

进入超大质量黑洞(SMBH)潮汐球内的恒星可以被部分剥离质量,导致部分潮汐瓦解事件(TDE)。在此,我们为这些事件的性质发展了一个解析模型,包括峰值回落率M˙peak\dot{M}_{\rm peak}、峰值出现的时间tpeakt_{\rm peak}以及从恒星上移除的质量ΔM\Delta M,适用于任何恒星以及恒星绕黑洞轨道相关的任何近心距。我们将模型预测与106M10^6 M_\odot SMBH对主序恒星的部分TDE的1276次流体动力学模拟进行了比较。该模型对tpeakt_{\rm peak}的预测与任何恒星质量和年龄的数值模拟都吻合良好(在百分之几十以内)。由于自引力对碎片流动力学的影响,M˙peak\dot{M}_{\rm peak}的一致性较弱,而自引力对于部分TDE仍然具有动力学重要性;然而,在考虑的大多数情况下,M˙peak\dot{M}_{\rm peak}的一致性在23\sim 2-3倍因子以内,对于质量损失较小的掠射轨道上的低质量恒星(M0.5MM_\star \lesssim 0.5 M_\odot),差异更大。我们表明,由106M\sim 10^6M_\odot SMBH引起的瓦解的部分TDE光变曲线可以跨越20100\sim 20-100天的峰值时间尺度,而高质量恒星与高质量SMBH的掠射相遇可以产生更长的峰值时间尺度(t1000t\gtrsim 1000天),这与一些观测到的瞬变相关。我们的模型为TDE光变曲线和光度函数的解析描述迈出了重要一步。

关键词

引用

@article{arxiv.2601.02476,
  title  = {The Maximum Gravity Model for partial Tidal Disruption Events: Mass Loss, Peak Fallback Rate and Dependence on Stellar Properties},
  author = {Ananya Bandopadhyay and Eric R. Coughlin and C. J. Nixon},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2601.02476},
  year   = {2026}
}

备注

21 pages, 14 figures, 1 table; ApJ accepted