活动星系核盘中白矮星经密近相遇的碰撞

活动星系核(AGN)盘中的白矮星(WD)可能迁移至盘内半径,并与两颗绕中心超大质量黑洞(SMBH)密近轨道运动的 WD 形成限制性三体系统。这些系统可能动力学不稳定,导致极密近相遇或直接碰撞。本工作中,我们使用 N 体模拟研究此类系统在不同初始轨道间距 $p$、相对轨道倾角 $\Delta{i}$ 与 SMBH 质量 $M$ 下的演化。发现 WD 的密近相遇主要发生在 $1.1R_{\rm H} \lesssim p \lesssim 2\sqrt{3}R_{\rm H}$,其中 $R_{\rm H}$ 为互 Hill 半径。对于 $p<1.1R_{\rm H}$,多数 WD 处于马蹄或蝌蚪轨道,仅少数初始轨道相位差小者发生密近相遇。对于 $p=3.0R_{\rm H}$,多数样本在 $10^5P_1$ 时间内发生 WD-WD 碰撞,且在小轨道半径下相当多碰撞发生于 $t<62P_1$ 内,其中 $P_1$ 为轨道周期。最近间距分布的峰值随相对倾角增大而升高,而 WD-WD 碰撞比例随相对倾角增大而降低。最近间距分布在不同 SMBH 质量情形下相似,但 WD-WD 碰撞比例随 SMBH 质量增大而减小。据我们估算,AGN 盘中宇宙学 WD-WD 碰撞事件率约为 $300{\rm Gpc^{-3}yr^{-1}}$,约为观测 Ia 型超新星的 $1\%$。相应电磁辐射信号可被 AGN 大视场巡天观测到。