白矮星被中等质量黑洞的潮汐剥离
高能天体物理现象
2023-09-08 v5 星系天体物理
摘要
在白矮星(WD)旋入中等质量黑洞(~ 10^{2-5} M_sun)的过程中，会同时发出引力波(GWs)和电磁(EM)辐射。一旦偏心轨道的近心点半径接近潮汐半径，WD 会在每次近心点经过时被潮汐剥离。这些被剥离物质的吸积会产生 EM 辐射。据推测，最近发现的新型暂现源，即准周期爆发和快速超亮 X 射线暴，可能源自此类系统。对这类耀发的建模需要预测 WD 的剥离质量以及向吸积盘供给物质的细节。我们运行流体动力学模拟来研究剥离质量对轨道参数的依赖关系。我们发现结果与解析估计相符，即剥离质量正比于 z^{5/2}，其中 z 为 WD 在近心点处超出其瞬时洛希瓣深度的超出量。我们计算了剥离物质的相应回落率，这可能有助于解释候选 EM 源中单个耀发光变曲线。我们进一步计算了 WD 在旋入过程中的长期质量损失演化以及 GW 和 EM 信号的可探测性。质量损失阶段的 EM 信号可被轻易探测：对于 Einstein Probe，极限距离为 ~ 320(M_h/10^4 M_sun)^{1/2} Mpc。对于 Laser Interferometer Space Antenna 或 TianQin 等星载探测器，GW 信号仅在本地超星系团(~ 33 Mpc)内可被探测。
引用
@article{arxiv.2210.09945,
title = {Tidal Stripping of a White Dwarf by an Intermediate-Mass Black Hole},
author = {Jin-Hong Chen and Rong-Feng Shen and Shang-Fei Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2210.09945},
year = {2023}
}
备注
18 pages, 13 figures, Accepted for publication in ApJ