天体物理学 > 高能天体物理现象
[提交于 2022年7月28日
]
标题: 关于相对论引力对潮汐瓦解事件率的影响
标题: On the impact of relativistic gravity on the rate of tidal disruption events
摘要: 由超大质量黑洞(SMBH)潮汐撕裂恒星探测相对论引力。 在未来十年内,观测到的潮汐瓦解事件(TDE)的数量将增加几个数量级,从而允许对SMBH和恒星群体的性质进行统计推断。 在这里,我们分析了在史瓦西几何中遇到SMBH的恒星近日点距离的概率分布函数,其中结果完全解析,并且考虑了克尔度规。 从这个分析中,我们计算了可观察到的TDE数量,定义为那些进入潮汐半径 $r_{\rm t}$ 但超出直接捕获半径的恒星(通常情况下,直接捕获半径大于视界半径)。 我们发现,相对论效应导致近日点距离为 $r_{\rm p} \lesssim 10\,r_{\rm g}$ 的恒星数量急剧下降,其中 $r_{\rm g} = GM/c^2$,并且对于最大自旋的SMBH,该距离处的 $r_{\rm p}$ 分布函数按 $f_{\rm r_{\rm p}}\propto r_{\rm p}^{4/3}$ 缩放,或者以 $\beta \equiv r_{\rm t}/r_{\rm p}$ 表示时按 $f_{\beta} \propto \beta^{-10/3}$ 缩放。 我们发现,自旋对潮 disruption 事件(TDE)比例的影响很小,直到极高质量端,在该端点处,发生率并非完全为零而是很小(相对论效应不存在时预期发生率的$\lesssim 1\%$)。如果 TDE 的前身天体反映了主要的低质量恒星群体,因此具有$\lesssim 1M_{\odot}$质量,则预计在$10^{7}M_{\odot}$以上,TDE 的发生率会大幅下降,且这种下降与自旋基本无关。
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