Circularisation des étoiles perturbées par les marées autour des trous noirs supermassifs en rotation

Nous étudions la circularisation des étoiles perturbées par les marées sur des orbites liées autour des trous noirs supermassifs en rotation en réalisant des simulations hydrodynamiques de particules lissées en 3D avec des corrections post-Newtoniennes. Nos simulations révèlent que la circularisation des débris dépend de manière sensible de l'efficacité du refroidissement radiatif. Il y a deux étapes dans la circularisation des débris si le refroidissement radiatif est inefficace : d'abord, les débris stellaires s'auto-intersectent en raison de la précession apsidale relativiste ; des chocs aux points d'intersection thermalise l'énergie orbitale et les débris forment une structure en anneau géométriquement épaisse autour du trou noir. L'anneau se propage rapidement par diffusion visqueuse, menant à la formation d'un disque d'accrétion géométriquement épais. En revanche, si le refroidissement radiatif est efficace, les débris stellaires se circularisent à cause des chocs d'auto-intersection et forment une structure en anneau géométriquement fine. Dans ce cas, l'énergie dissipée peut être émise pendant la circularisation des débris comme un précurseur de l'éclat de disruption par marée subséquent. L'échelle de temps de circularisation est remarquablement longue dans le cas de refroidissement radiatif efficace et est également sensible à la rotation du trou noir. En particulier, les couples de Lense–Thirring provoquent une précession nodale dynamiquement importante, ce qui retarde significativement la circularisation des débris. D'autre part, la précession nodale est trop lente pour produire des signatures observables dans le cas de refroidissement radiatif inefficace. Étant donné que les débris stellaires sont optiquement épais et que leur temps de diffusion de photons est probablement plus long que l'échelle de temps de chauffage par choc, notre scénario de refroidissement inefficace est plus généralement applicable dans les événements de disruption par marée excentriques (TDEs). Cependant, dans les TDEs paraboliques pour MBH ≳ 2 × 10^6 M⊙, le comportement sensible à la rotation associé à un refroidissement efficace peut être réalisé.