Tidal Disruption Events

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2026-11-06

提示

这是我去 wxf 老师组会听北大的 yyh 老师讲的报告时记录的笔记，留作备份. 由于我之前并没有接触过 TDE 相关的内容，因此听得不是很明白，勉强记下来一些.

General Intro

简单来说是黑洞将一个恒星或者天体瓦解的过程. 定性上，

\frac{GM}{r^2}\frac{R_\star}{r}\sim \frac{GM_\star}{R_\star^2}

也就是潮汐力和星体自引力平衡，以至于瓦解整个星体. 数值上的结果大概是

r\sim 7\times 10^{-12}\text{ cm}\left(\frac{M}{10^6M_\star} \right)^{1/3}

而要观测到 TDE 则要求这个距离必须在视界之外，这给出了一个黑洞的质量上限，为 $10^8M_{\odot}$ .

一个被潮汐瓦解的星体的一部分会形成吸积盘，而另一部分会脱离黑洞的引力范围. 对于不同质量的黑洞，其吸积率是不同的. 从时间上来看，吸积先是增加，到达一个所谓的 Eddington limit 之后开始下降.

Science：给出中微子源，了解黑洞的吸积过程等等.

现在最前沿的仪器项目是所谓的 ZTF，在 ZTF launch 之后，我们有一个 surge in TDE discoveries.

相较于 SNe，其峰值光度覆盖了整个 SNe 的范围，但是它的光变曲线比 SNe 更加平，几乎是 hot all the time. 我们通常的区分是在光学或者紫外波段的光谱上做的，它们的谱线有区别.

这些事件是针对 MBHs (massive black holes) 的，它们的质量范围在 $10^2\sim 10^5M_{\odot}$ ；我们研究的事件是在 local group 的黑洞上发生的，而不是星系中心那些巨大的黑洞 (所谓 off-nuclear).

总结提到的三个例子：它们都处于质量非常大的星系中 ( $10^{10.9}M_\odot$ )，但是我们还是无法确定它们通过哪一种 channel 形成.

一个 TDE 在光学上几乎不太变化 (for years)，但是 X-ray 波段一直在衰减. 整个光谱的形态来源于两个部分，一个是 X-ray 上面 TDE 产生的峰值，另一个是原来的 star 在光学波段的谱. 在 X-ray 足够亮的时候我们得以解耦这两个部分，并且分析这两个部分的驱动机制.

(super massive black holes.)

这些指的是 $\gtrsim10^8M_{\odot}$ 的黑洞. 它们大多在光谱上都是 featureless 的.

Q：会用一些模型去拟合 TDE 的数据，相对于我们用 black body 来拟合 SNe，TDE 并不是用这个模型拟合的. 这个区别在哪里？同时对于不同的 TDE，其光学上光变曲线的 shape 非常多样，如何用机器学习去寻找 TDE？

A：第一个，black body 还是很不错的，但是仅限 optical bands；第二个，我们一般不考虑 shapes，而是只考虑 temperature，用这个来训练模型.

Q：为什么 TDE 的演化时标比某些超新星还长？

A：这取决于被撕裂星体的质量，一般来讲时标就是 1 month 这种量级. 而且和 F 暴、恒星级黑洞或者是超新星的区别在于，可以积分整体的能量来判断这个 source 到底是什么驱动的，因为平台期可能会很长.

Q：为什么这种光变不是超新星？

A：因为如果是和超新星的相互作用，那么光谱中会有很多线；但是这里没有，它的 optical band 光谱完全是 featureless 的.

Q：我们讲到的 ZTF 发现的 off-nuclear TDE 有什么额外的特点？

A：它们发现的都是光学更暗的类型.

Q：哪个阶段的光谱是最宝贵的？

A：只拍一张光谱或许只能做 classification 罢，硬要说可能是 peak 最重要.

Q：外行一点的问题，我们已经有吸积盘的成像，而这件事情是非常复杂的；那么回到我们的话题，我们做 TDE 的时候会不会像前者一样考虑 GR 等等的一些比较复杂的光学效应？比如面亮度分布应该不应该按照一个球对称体系来做？

A：他们用的模型缩写里面有个 GR，或许是考虑进去了这些效应... 但是没有像吸积盘成像这种级别的 simulation.

Q：整个过程来说，到底是形成了 disk 才辐射出来，还是像一个亮点绕转黑洞一样产生的辐射？

A：除了晚期由 disk 发出辐射是一件共识，在早期演化中更细致的机理其实是不清楚的，这里分了好几派观点.

Q：TDE 的谱还是比较宽的，在不同区域是否有差异？

A：不同的 band 实际上表现了不同的尺度上的特征，越低的能量展现越广的一个尺度.

Q：线的轮廓是否展示了整体的 trend？

A：这当然是有的，一般来讲它的 FWMH 是一直在变窄的，但是更加细节的特点好像还没做出来. 目前有好几个组在做这件事情，也借用了 SNe 的一些框架.

Q：不同的辐射来源于不同的区域，它们之间有没有和几何上的相关性？

A：晚期确实是有，但是早期我们并不清楚 —— 实际上这里的自由参数非常多，因为不同的几何位置、子结构都相互有关联；早期还没有形成 disk 的时候没有很好的 correlation.

Q：光谱为什么先有 He 再有 H？

A：因为 He 更难电离，一开始温度非常高，H 已经全部电离了，看不到 H 的谱线.

版权归属：physnya