追寻质量——潮汐瓦解事件的一致图景

摘要 近期针对潮汐瓦解事件（TDEs）开展的三项全局模拟，尽管采用了不同的数值技术和参数，却对其动力学特征呈现出高度相似的图景。在典型的TDE中，恒星被超大质量黑洞瓦解后，受束缚的恒星碎屑部分沿着高偏心率轨道运行，到达数千个引力半径处的远心点。在返回超大质量黑洞附近时，仅有极小一部分被捕获。几乎所有的碎屑都会返回远心点，在该径向尺度上激波会产生一个厚而不规则的云层，并为光学/紫外耀斑提供能量。这些模拟结果表明，在数年时间内，该厚云层会演变为负责长期辐射的吸积流。尽管模拟并非为了拟合观测而设计，且不包含任何自由参数，但三项模拟给出的动力学图景与典型事件的观测结果高度吻合，正确预测了耀斑典型的总辐射能量、光度、温度以及发射线宽度。基于这些预测，我们提供了一种更新的方法（ TDEmass ），用于从耀斑的峰值光度和温度推断恒星与黑洞的质量。该图景还正确预测了耀斑爆发数年后观测到的光度应几乎保持恒定。此外，我们表明在星等受限的巡天观测中，如果TDE的本征发生率与黑洞质量无关，则探测到的事件将优先具有 ∼10 6.3±0.3 M ⊙ 的黑洞质量和 ∼1 M ⊙ 的恒星质量。