利用SPH-EXA研究潮汐瓦解事件：解析碎片流的回归

在潮汐瓦解事件（TDE）中，恒星被大质量黑洞的潮汐场瓦解，产生碎片流，该碎片流返回黑洞、形成吸积流并驱动明亮的耀斑。在过去几十年中，几项数值研究得出结论认为碎片流返回近星点（即自交之前）时会发生激波诱导的耗散，从而高效地圆化碎片。然而，这些激波的效能是激烈争论的主题。我们使用新的基于GPU的平滑粒子流体动力学代码SPH-EXA，对一颗类太阳恒星被$10^6 M_\odot$黑洞瓦解的过程进行了高分辨率模拟（最多$10^{10}$粒子），包括恒星碎片轨道的相对论性拱线进化；我们的模拟从初始瓦解运行到流自交的时刻。使用$10^8$粒子——对应已有文献中TDE的最高分辨率SPH模拟——我们发现碎片流在通过近星点返回时在面内显著展宽，这与先前工作表明这是耗散和发光辐射的重要来源一致。然而，随着分辨率的提高，这一效应显著减弱，使用$10^{10}$粒子时，入射流和出射流的宽度之间实际上没有变化。我们的结果表明，近星点经过期间动能显著耗散的范式是不正确的，而碎片流的圆化更可能由最初提出的流-流碰撞场景所介导。