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你见过椭圆的“甜甜圈”吗?北京大学提出全新椭圆吸积盘模型

olivia chan

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当恒星掠过超大质量黑洞时,会被其强大的潮汐力撕裂。恒星碎片在回落黑洞时,引发潮汐破坏事件(Tidal destruction events, TDEs)。经典理论通常假设,因为广义相对论轨道进动效应导致的回落物质轨道交叉,回落物质在轨道交叉处相互碰撞会使回落物质形成的吸积盘有效圆化。

还记得去年人类第一次拍到的黑洞照片吗?黄色的“甜甜圈”之中的一片漆黑,除了想吃之外没有什么特别的。那个黄色的“甜甜圈”正是吸积盘。其强弱反应了物质辐射的强弱。吸积盘是黑洞可以被看见的关键存在。

最近,两个独立的TDEs的椭圆吸积盘模型被相继提出。虽然这两个模型的特征呈现出相似的几何形状,但它们的物理性质有很大的不同。

日前,来自北京大学物理学院的研究团队进一步研究了椭圆吸积盘在盘面内偏心率几乎均匀分布的特性,提出了一个物理上完全不同的新型椭圆盘模型。

新提出的椭圆吸积盘模型具有与TDEs有关的独特的流体力学结构和光谱能量分布。由于无界不透明性和自由不透明性随着半径的增加而迅速增加,低频连续光子在大半径时被困在圆盘中,并通过圆心向外辐射,回到光子捕获半径。这些软X射线光子在重新结合和轫致辐射当中被重新吸收,发射出低频连续谱和光学发射线。

研究结果与TDE光学/紫外辐射谱和总辐射光度的观测结果非常一致,对严峻挑战传统圆化吸积盘模型的观测给出了完美的解释。

论文链接:

https://iopscience.iop.org/issue/0004-637X/908/2


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