Research of Tidal Disruption Events of Stars by Black Holes by Comparing Numerical Simulations and Observations

黑洞对恒星潮汐扰动事件的数值模拟与观测比较研究

基本信息

批准号：
18J20547
负责人：
川名好史朗
金额：
$ 1.79万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-25 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度の主な研究成果としては2点が挙げられる。第一に、白色矮星が破壊される潮汐破壊現象における観測兆候の多様性をシミュレーションによって明らかにした点である。第二に、その観測兆候の理論モデルを実際に観測された天体と比較することで、白色矮星の潮汐破壊現象の候補天体を発見し、その天体の観測頻度からブラックホールの個数密度を求めたことである。白色矮星が破壊される潮汐破壊現象の特徴として、破壊される白色矮星が強い圧縮・加熱によって爆発的原子核反応を起こすという点がある。この際には原子核反応で生成された原子核の崩壊によって白色矮星の残骸から輻射が生じるが、その観測兆候はほとんど未解明だった。昨年度までにヘリウムを主として構成される白色矮星が破壊される場合の観測兆候の理論予言を求めたが、今年度はさらに白色矮星の質量が異なる4通りのパラメータセットに拡張した。それにより、白色矮星の潮汐破壊現象の多様性を明らかにした。本モデルは多様性を備えた理論モデルであるため、白色矮星の潮汐破壊現象に共通して見られる、既知の突発天体と区別できる固有の特徴を発見することに成功した。この特徴は最新・次世代の突発天体観測のデータから白色矮星の潮汐破壊現象を見つける上で有用な情報となる。また、求めた理論モデルを突発天体の観測データと比較して本理論予言と合致する天体を発見し、白色矮星の潮汐破壊現象の候補天体として報告した。さらに、候補天体の観測頻度から白色矮星の潮汐破壊現象の発生頻度を見積もった。この発生頻度は白色矮星を破壊する中間質量ブラックホールの個数密度と比例するので、続いて中間質量ブラックホールの個数密度の見積もりを与えた。中間質量ブラックホールの個数密度は非常に不確かなため、本研究により個数密度の見積もりを与えたことは大きな成果であり、大質量ブラックホールの形成・成長過程を知る上で重要な手がかりとなる。

今年列出了两个主要的研究结果。首先，模拟揭示了在潮汐破坏现象中观察到的迹象的多样性，其中白矮星被破坏了。其次，通过将观察到的符号的理论模型与实际观察到的对象进行比较，我们发现了一个白矮星的潮汐破坏现象的候选对象，并从对象的观察频率中计算了黑洞的数量密度。潮汐破坏现象的一个特征是，白矮人被破坏的是白矮人被强烈压缩和加热破坏以引起爆炸性的核反应。目前，由于核反应产生的细胞核的崩溃，从白矮星的遗迹产生了辐射，但是观察到的迹象几乎不清楚。直到去年，当主要由氦气组成的白色矮人恒星被破坏时，我们一直寻求观察性迹象的理论预测，但是今年我们将其进一步扩展到了四个不同的参数集，其中有不同质量的白色矮星。这揭示了白矮人中潮汐破坏现象的多样性。由于该模型是具有多样性的理论模型，因此我们成功地发现了可以与已知的突然天体区分开来的独特特征，这些特征是白矮星的潮汐破坏现象所共有的。此功能是从最新和下一代突然的天文观测中查找白矮星恒星的潮汐破坏现象的有用信息。此外，将获得的理论模型与来自突然天体的观察数据进行了比较，并发现了与该理论预测相匹配的天体，并将其报告为白矮星恒星潮汐破坏现象的候选对象。此外，根据候选物体的观察频率估算了白矮星恒星中潮汐破坏现象的发生频率。由于这种发生频率与破坏白矮星的中间质量黑洞的数量密度成正比，然后给出了中间质量黑洞的数量密度的估计。中间质量黑洞的数量密度非常不确定，这项研究提供了数量密度的估计是一个很好的结果，这是了解大质量黑洞的形成和生长过程的重要线索。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

HSC16aayt: A Slowly Evolving Interacting Transient Rising for More than 100 Days

DOI：
10.3847/1538-4357/ab2f80
发表时间：
2019-07
期刊：
The Astrophysical Journal
影响因子：
0
作者：
T. Moriya;Masaomi Tanaka;T. Morokuma;Yen-Chen Pan;R. Quimby;Jiachen Jiang;Kojiro Kawana;K. Maeda-K.-M
通讯作者：
T. Moriya;Masaomi Tanaka;T. Morokuma;Yen-Chen Pan;R. Quimby;Jiachen Jiang;Kojiro Kawana;K. Maeda-K.-M

Tidal Disruptions Events of a White Dwarf by a Black Hole

黑洞引起的白矮星潮汐扰乱事件