部分星际撕裂事件中的引力 kick 现象探讨

超大质量黑洞 (SMBH) 对恒星进行部分撕裂 (部分撕裂事件, TDE) 后，被撕裂的恒星碎片可能从 SMBH 中被抛射出来。以往的研究将这种正能量/速度 kick 归因于恒星在近点附近失去的质量的不对称性。我们提出，质量损失的不对称性并非 kick 产生的主要原因，相反，这些 kick 实际上源于：a) 初始准球形运动阶段后核心的再形成，以及 b) 在此阶段，脱离 SMBH 的物质与紧密束缚物质之间的微分剪切。我们预测，kick 速度 $v_{\rm kick}$ 对于恒星属性而言依赖较弱；当 SMBH 质量 $M_{\bullet} \gtrsim 10^{3} M_{\odot}$ 时，$v_{\rm kick}$ 与 SMBH 质量无关，且不受恒星逃逸速度 $v_{\rm esc}$ 的限制，approximately 表示为 $v_{\rm kick} \simeq 0.45 \left(M_{\rm c}/M_{\star}\right)^{-1/3}$，其中 $M_{\star}$ 为原始恒星质量。对于 $M_{\bullet} \lesssim 10^{3} M_{\odot}$，我们发现最大可达 kick 速度取决于 SMBH 质量，满足 $v_{\rm kick, max} \simeq 0.4 \, v_{\rm esc}\left(M_{\bullet}/M_{\star}\right)^{1/6}$，且在核心质量满足 $M_{\rm c}/M_{\star} \lesssim 1.7\left(M_{\bullet}/M_{\star}\right)^{-1/2}$ 时达到。该模型预测，若质量损失超过 50%，则质量为 $M_{\star}\gtrsim few\times 10 M_{\odot}$ 的巨型恒星可能以 $(1-2)\times 10^3$ km s$^{-1}$ 的速度被抛射。