大质量黑洞双星的潮汐瓦解恒星事件：II. 衰减双星
星系天体物理
2015-05-20 v2 宇宙学与河外天体物理
摘要
潮汐瓦解恒星事件传统上被视为探测星系核中休眠的单个大质量黑洞（MBH）的探针。在Chen等人（2009）的工作中，我们利用数值散射实验表明，恒星尖点中的束缚星与一个非演化的“硬”MBH双星之间的三体相互作用，也会产生潮汐瓦解的爆发，这是由长期“Kozai效应”和与次级黑洞的紧密共振相遇共同引起的。在此，我们推导了恒星瓦解率随系统参数变化的基本解析标度律，评估了Kozai效应和共振相遇机制随时间变化的相对重要性，讨论了广义相对论（GR）和扩展恒星尖点效应的影响，并发展了一个混合模型来自洽地追踪恒星背景下MBH双星的收缩过程，包括弹弓抛射和潮汐瓦解。对于一个主黑洞质量M_1=10^7 M⊙、质量比q=M_2/M_1=1/81、嵌入等温尖点的基准双星系统，我们推导出恒星瓦解率ṅ_* ≈ 0.2/年，持续约3×10^5年。该速率比由双体弛豫供能的单个MBH的对应值高3个数量级，证实了我们之前的发现。对于q<<0.01，Kozai/混沌效应可能因GR/尖点效应而降低一个数量级，但即使在这种情况下，恒星瓦解率仍比单个MBH周围标准弛豫过程给出的值高两个数量级。我们的结果表明，≥10%的潮汐瓦解事件可能起源于MBH双星。
引用
@article{arxiv.1012.4466,
title = {Tidal stellar disruptions by massive black hole pairs: II. Decaying binaries},
author = {Xian Chen and Alberto Sesana and Piero Madau and Fukun Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:1012.4466},
year = {2015}
}
备注
16 pages, 20 figures, accepted for publication in the Astrophysical Journal