刘柱等.中国科学:物理学力学天文学2018年第48卷第3期 P- logl =43 ergs logl =44 erg s o- logle 45ergs Normal X-ray TDE Solid lines:N=3×10cm2 ×u=cg四最 Dashed lines: N=6x1020 cm2 EP detection limit for several kilo-second integration time 030405图5(网络版彩图)红色和蓝色曲线分别为利用蒙特卡罗模 拟计算得到的正常TDE和具有喷流的TDE事例的logN-logS 图4(网络版彩图)不同光度以及红移的情况下 EP/WXT对坐标为流量,纵坐标单位为每年每立体角垂直紫色虚线和 阴影为通过 EP/WXT的灵敏度曲线估计的累计曝光约6ks的 Figure4( Color online) The maximum observable time of EPWXT探测流量极限.紫色水平虚线则标示了该流量极限对应的每 for TDE with different luminosities and redshift 年每立体角的TDE数目 有大视场高灵敏度的优势,并且在整个视场内其探测0 gA-logS for TDE and TDE wn d and blue lines show the predicted atavistic jet, respectively. The red and blue shadow area indicate the 68% confidence intervals. The logn 灵敏度无显著变化.从图4中可以看出,在红移小于 gS is calculated using Monte Carlo simulation. The X-axis is flux 0.05的空间内,EP可以探测到软X射线峰值光度大于 red dashed line and gray shadow mark the EP/wXT detection limit with 1043ergs的TDE.红移在01附近时,EP可以探测到峰6 exposure time, while the corresponding events number per year 值光度大于10ergs-的TDE事件,并具备对探测到的 TDE候选事件进行长时间的监测的能力.因此,在一定 的天区范围内,EP可以给出一个相对完备的X射线选升期和峰值期.另外,在TDE的下降期,EP依然可以提 取的流量限制的样本(Flux< Limited Sample)而对于给供长时间的监测.因此EP可以提供从上升期,峰值期 定的红移和天区范围内,可以获得空间体积限制(Vo-到下降期的完整的光变曲线 lume- Limited的TDE样本.这些都为研究TDE的群体 (3)TDE的观测特征以及子类.TDE光变曲线的特 性质提供了具有统计意义的样本.估计EP每年能探测征是与被瓦解的恒星的性质及其中心黑洞紧密相关 到几十到100个左右TDE,其中约10例具有相对论性的,其观测特征取决于几个重要参数:黑洞质量、自 喷流 旋,恒星质量、类型和轨道参数等.目前受限于TDE (2)测量TDE的光变曲线和能谱.目前探测到的样本的数量以及样本的均匀性,尚不能进行TDE的相 TDE候选事件,在X射线波段不仅测光和光谱的数据关分类工作.EP不仅能提供一个较大的TDE样本,而 很少,而且几乎没有在上升和峰值阶段的观测数据.且还能记录这些TDE事件从上升期,峰值期到下降期 对TDE上升和峰值阶段性质的研究,对我们理解TDE的完整的光变曲线.对这些光变曲线的研究,将有助 和吸积的极早期的物理过程、喷流和吸积盘冕的产生于我们归纳总结TDE的特征并对其分类. 都具有重要的作用.准确的峰值光度测量,对于吸积总 (4)中等质量黑洞是否真实存在以及其分布.现有 能量的估计非常重要极早探测到TDE,还有利于触发的宇宙学框架下的星系演化模型认为超大质量黑洞是 其他设备的多波段快速跟踪,对测量TDE最高总能量小质量的种子黑洞通过不断的吸积物质,以及相互并 具有重要作用EP的观测模式,决定其在一天之中可合而增长的这些模型也预测在小尺度的恒星系统上 以对同一源进行多次观测,从而捕捉到TDE事件的上应该存在尚处在演化初期的中等质量黑洞.而TDE提 039503-8 ownloadedtoIp:223.0.13.174On:2020-03-1011:25:21http://enginescichina.com/doi/10.1360/sspma2017-00268有大视场高灵敏度的优势, 并且在整个视场内其探测 灵敏度无显著变化. 从图4中可以看出, 在红移小于 0.05的空间内, EP可以探测到软X射线峰值光度大于 1043 erg s −1 的TDE. 红移在0.1附近时, EP可以探测到峰 值光度大于1044 erg s −1 的TDE事件, 并具备对探测到的 TDE候选事件进行长时间的监测的能力. 因此, 在一定 的天区范围内, EP可以给出一个相对完备的X射线选 取的流量限制的样本(Flux-Limited Sample). 而对于给 定的红移和天区范围内, 可以获得空间体积限制(Vo￾lume-Limited)的TDE样本. 这些都为研究TDE的群体 性质提供了具有统计意义的样本. 估计EP每年能探测 到几十到100个左右TDE, 其中约10例具有相对论性 喷流. (2) 测量TDE的光变曲线和能谱. 目前探测到的 TDE候选事件, 在X射线波段不仅测光和光谱的数据 很少, 而且几乎没有在上升和峰值阶段的观测数据. 对TDE上升和峰值阶段性质的研究, 对我们理解TDE 和吸积的极早期的物理过程、喷流和吸积盘冕的产生 都具有重要的作用. 准确的峰值光度测量, 对于吸积总 能量的估计非常重要. 极早探测到TDE, 还有利于触发 其他设备的多波段快速跟踪, 对测量TDE最高总能量 具有重要作用. EP的观测模式, 决定其在一天之中可 以对同一源进行多次观测, 从而捕捉到TDE事件的上 升期和峰值期. 另外, 在TDE的下降期, EP依然可以提 供长时间的监测. 因此EP可以提供从上升期, 峰值期 到下降期的完整的光变曲线. (3) TDE的观测特征以及子类. TDE光变曲线的特 征是与被瓦解的恒星的性质及其中心黑洞紧密相关 的, 其观测特征取决于几个重要参数: 黑洞质量、自 旋, 恒星质量、类型和轨道参数等. 目前受限于TDE 样本的数量以及样本的均匀性, 尚不能进行TDE的相 关分类工作. EP不仅能提供一个较大的TDE样本, 而 且还能记录这些TDE事件从上升期, 峰值期到下降期 的完整的光变曲线. 对这些光变曲线的研究, 将有助 于我们归纳总结TDE的特征并对其分类. (4) 中等质量黑洞是否真实存在以及其分布. 现有 的宇宙学框架下的星系演化模型认为超大质量黑洞是 小质量的种子黑洞通过不断的吸积物质, 以及相互并 合而增长的. 这些模型也预测在小尺度的恒星系统上 应该存在尚处在演化初期的中等质量黑洞. 而TDE提 图 4 (网络版彩图)不同光度以及红移的情况下EP/WXT对 TDE的可观测时间 Figure 4 (Color online) The maximum observable time of EP/WXT for TDE with different luminosities and redshift. 图 5 (网络版彩图)红色和蓝色曲线分别为利用蒙特卡罗模 拟计算得到的正常TDE和具有喷流的TDE事例的logN-logS 图. 红色和蓝色的阴影则分别为对应的68%的置信区间. 横 坐标为流量, 纵坐标单位为每年每立体角. 垂直紫色虚线和 阴影为通过EP/WXT的灵敏度曲线估计的累计曝光约6 ks的 探测流量极限. 紫色水平虚线则标示了该流量极限对应的每 年每立体角的TDE数目 Figure 5 (Color online) The red and blue lines show the predicted logN-logS for TDE and TDE with relativistic jet, respectively. The red and blue shadow area indicate the 68% confidence intervals. The logN￾logS is calculated using Monte Carlo simulation. The X-axis is flux while Y-axis is the number of events per year per steradian. The vertical red dashed line and gray shadow mark the EP/WXT detection limit with ~6 ks exposure time, while the corresponding events number per year per steradian is marked with horizontal red dashed line. 刘柱等. 中国科学: 物理学 力学 天文学 2018 年 第 48 卷 第 3 期 039503-8 Downloaded to IP: 223.0.13.174 On: 2020-03-10 11:25:21 http://engine.scichina.com/doi/10.1360/SSPMA2017-00268