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潮汐瓦解事件:恒星自转的作用

高能天体物理现象 2019-02-27 v1

摘要

超大质量黑洞的潮汐力可以撕裂一颗足够接近的恒星,即所谓的潮汐瓦解事件(TDE)。通常,被摧毁恒星的一半仍束缚于黑洞,并在高偏心率轨道上回落,形成吸积流并驱动明亮耀发。本文使用解析与数值计算来探究恒星自转对物质回落速率的影响。我们发现缓慢自转的恒星(Ω0.01Ωbreakup\Omega_* \lesssim 0.01 \Omega_{\rm{breakup}})仅对非自转情形下的回落速率产生微小扰动。然而当恒星自转更快时,可能出现显著效应。若恒星相对于其轨道逆向自转,黑洞的潮汐力须先使恒星减速方能瓦解它,导致延迟且有时仅为部分瓦解的事件。反之,若恒星顺向自转,则与潮汐力协同作用,物质更早回落且峰值速率更高。我们检验了回落曲线的幂律指数,发现所有情形下回落速率在峰值后短暂超出经典的 t5/3t^{-5/3} 速率,超出深度依赖于恒星自转。我们还发现总体上晚期演化略平缓于经典的 t5/3t^{-5/3} 速率。因此我们得出结论:在建模观测到的 TDE 光变曲线时,考虑恒星自转可能十分重要。

关键词

引用

@article{arxiv.1901.03717,
  title  = {Tidal disruption events: the role of stellar spin},
  author = {Elen Golightly and Eric Coughlin and Chris Nixon},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1901.03717},
  year   = {2019}
}

备注

14 pages, 11 figures, accepted for publication in ApJ