中山大学申荣锋,刘尚飞团队进行了中等质量黑洞潮汐剥离白矮星的数值模拟

发布人:肖小圆

中等质量黑洞是一类被理论预测大量存在、但是天文观测证据还较缺乏的天体。在白矮星以椭圆轨道向中等质量黑洞旋进的过程中,会有引力波和电磁辐射信号的幅射。通过流体动力学数值模拟研究这种事件,团队确定了每次白矮星经过近心点时,被潮汐剥离出来的物质质量和轨道参数的关系,并计算出被剥离物质向黑洞回落的质量率。

image-20230418173420-2

配图 白矮星被中等质量黑洞潮汐剥离后的密度剖面图。被放大的区域是白矮星,它被剥离后正在再次返回近心点。它的两头连接着被剥离出来的残骸物质流。

 

在这基础上,团队还解析计算了物质损失率和轨道的长期演化。这些结果可以用来预测和解释这类候选体的电磁波耀发光变特征。

团队同时还估算了这种事件的电磁和引力波信号的可探测性。这种事件的电磁信号可以很容易被观测到,团队期待未来的“爱因斯坦探针”卫星可以发现许多这类事件。将来的空间引力波探测器,比如LISA和天琴,有望协同电磁波望远镜(例如空间站巡天望远镜等)对这类源进行搜寻和观测。

论文:陈劲鸿,申荣锋,刘尚飞,Tidal Stripping of a White Dwarf by an Intermediate-Mass Black Hole, ApJ accepted, https://arxiv.org/abs/2210.09945