刘柱等.中国科学:物理学力学天文学2018年第48卷第3期 而喷流的X射线辐射较SwJ1644+-57弱很多,甚至能被发生之后几天到几个月时间内开展光学后随观测,而 来自吸积盘的X射线辐射所掩盖,但晚期喷流与介质窄发射线可以在年时间尺度内进行光谱观测.EP有很 相互作用产生的辐射能被射电望远镜观测到,IGR高的几率捕捉到TDE的上升期,这有助于尽早开展后 J12580+0134是第一个喷流偏离视线的TDE候选体.随观测;同时EP获得完整的X射线光变曲线可以确定 EP有望探测更多该类样本,这有助于回答究竟有多少谱线对连续谱的响应,从而更好地通过反响映射方法 TDE产生了喷流 测量气体的分布;EP发现的TDE多数是局地宇宙中明 8)测量和限制黑洞参数.目前星系中心超大质量亮的候选者,更容易开展光谱监测 黑洞自旋的测量主要是通过探测和研究AGN的X射线 能谱中的铁的宽线成分.这种方法要求能谱的信噪比 结论 较高,因此只对30多个活动星系中的黑洞的自旋具有 相对精确的测量.而TDE对于黑洞自旋的测量主要依赖 得益于EP的高灵敏度以及大视场的优势,在其运 于其光变曲线的性质.得益于FP的观测模式,利用EP我行3年之后,我们有望探测到100至几百例TDE,包括了 们能获得长时间的高信噪比的光变曲线,使得我们可以几十例具有喷流的TDE.预期也将探测到中等质量黑 在更大样本里研究黑洞的自旋及其分布 洞、超大质量双黑洞的TDE及天区可能的稀有TDE (9)超大质量双黑洞的研究TDE作为一种有效的这将是最大的X射线TDE样本,其中大部分都有上升 工具,可以帮助我们研究超大质量双黑洞在星系中所期和峰值阶段的观测数据.样本相对均匀和完备,为 占的比例及其宿主星系的性质.预计EP每年探测到的进行TDE的统计研究提供了可能性.此外,一方面,EP 事件有几个到几十个,为验证理论模型的适用性提供可以及时发布预警,使得在TDE极早期就可以展开多 重要的观测样本,能够极大地推动对双黑洞演化的认波段的联合观测.利用EP观测得到的高信噪比的长时 识,并为研究双黑洞与寄主星系的动力学共同演化提间的光变曲线和能谱,以及其他多波段的观测数据,可 供必要的观测限制.此外,EP观测到的任何来自于束以对不同性质的TDE进行分类.这都将从根本上促进 缚双黑洞系统的TDEs都将对证认引力波辐射源具有我们对于TDE的理解.另一方面,分析和研究TDE的 关键性的意义 事件发生率以及具有特殊性质的TDE(具有喷流性质 (10)TDE宿主星系及其黑洞周围物质环境的研的TDE,中心黑洞为中等质量黑洞的TDE以及双黑洞 究.TDE光学光谱的谱线特征提供了其宿主星系和周中产生的TDE等),将帮助我们回答诸如黑洞在星系中 围黑洞物质环境以及被撕裂恒星的相关信息,同时谱的占有比、中等质量黑洞是否存在及其性质、喷流的 线运动学的反响映射可能提供一种测量黑洞质量方产生等问题.对于这些问题的研究将有助于提高我们 法.光学光谱的监测也可以帮助确定TDE在不可直接对黑洞的增长与演化、黑洞与星系的共同演化以及黑 观测的辐射峰值EUV波段的谱能量分布,从而了解整洞的反馈机制等的进一步理解.可以预期,EP将为 体的辐射效率等.观测宽发射线和吸收线需要在 TDE TDE及其相关研究领域的研究带来突破性的进展 参考文献 1 Lidskii V V, Ozernoi L M. Tidal triggering of stellar flares by a massive black hole. Soviet Astron Lett, 1979, 5: 16-19 2 Rees M J. Tidal disruption of stars by black holes of 106-108 solar masses in nearby galaxies. Nature, 1988, 333: 523-528 L, Merritt D. A fundamental relation between supermassive black holes and their host galaxies. Astrophys J, 2000, 539: L9-L12 J, Tremaine S, Richstone D, et al. The demography of massive dark objects in galaxy centers. Astron J, 1998, 115: 2285-2305 5 Liu F K, Li S, Chen X Interruption of tidal-disruption flares by supermassive black hole binaries. Astrophys J, 2009, 706: L133-L137, arXiv: 0910.4152 6 Stone N, Loeb A. Tidal disruption flares of stars from moderately recoiled black holes. Mon Not R Astron Soc, 2012, 422: 1933-1947, arXiv: 11054966 7 Reis R C, Miller J M, Reynolds M T, et al. A 200-second quasi-periodicity after the tidal disruption of a star by a dormant black hole. Science 039503-10 ownloadedtoIp:223.0.13.174On:2020-03-1011:25:21http://enginescichina.com/doi/10.1360/sspma2017-00268而喷流的X射线辐射较Sw J1644+57弱很多, 甚至能被 来自吸积盘的X射线辐射所掩盖, 但晚期喷流与介质 相互作用产生的辐射能被射电望远镜观测到, IGR J12580+0134是第一个喷流偏离视线的TDE候选体[56]. EP有望探测更多该类样本, 这有助于回答究竟有多少 TDE产生了喷流. (8) 测量和限制黑洞参数. 目前星系中心超大质量 黑洞自旋的测量主要是通过探测和研究AGN的X射线 能谱中的铁的宽线成分. 这种方法要求能谱的信噪比 较高, 因此只对30多个活动星系中的黑洞的自旋具有 相对精确的测量. 而TDE对于黑洞自旋的测量主要依赖 于其光变曲线的性质. 得益于EP的观测模式, 利用EP我 们能获得长时间的高信噪比的光变曲线, 使得我们可以 在更大样本里研究黑洞的自旋及其分布. (9) 超大质量双黑洞的研究. TDE作为一种有效的 工具, 可以帮助我们研究超大质量双黑洞在星系中所 占的比例及其宿主星系的性质. 预计EP每年探测到的 事件有几个到几十个, 为验证理论模型的适用性提供 重要的观测样本, 能够极大地推动对双黑洞演化的认 识, 并为研究双黑洞与寄主星系的动力学共同演化提 供必要的观测限制. 此外, EP观测到的任何来自于束 缚双黑洞系统的TDEs都将对证认引力波辐射源具有 关键性的意义. (10) TDE宿主星系及其黑洞周围物质环境的研 究. TDE光学光谱的谱线特征提供了其宿主星系和周 围黑洞物质环境以及被撕裂恒星的相关信息, 同时谱 线运动学的反响映射可能提供一种测量黑洞质量方 法. 光学光谱的监测也可以帮助确定TDE在不可直接 观测的辐射峰值EUV波段的谱能量分布, 从而了解整 体的辐射效率等. 观测宽发射线和吸收线需要在TDE 发生之后几天到几个月时间内开展光学后随观测, 而 窄发射线可以在年时间尺度内进行光谱观测. EP有很 高的几率捕捉到TDE的上升期, 这有助于尽早开展后 随观测; 同时EP获得完整的X射线光变曲线可以确定 谱线对连续谱的响应, 从而更好地通过反响映射方法 测量气体的分布; EP发现的TDE多数是局地宇宙中明 亮的候选者, 更容易开展光谱监测. 4 结论 得益于EP的高灵敏度以及大视场的优势, 在其运 行3年之后, 我们有望探测到100至几百例TDE, 包括了 几十例具有喷流的TDE. 预期也将探测到中等质量黑 洞、超大质量双黑洞的TDE及天区可能的稀有TDE. 这将是最大的X射线TDE样本, 其中大部分都有上升 期和峰值阶段的观测数据. 样本相对均匀和完备, 为 进行TDE的统计研究提供了可能性. 此外, 一方面, EP 可以及时发布预警, 使得在TDE极早期就可以展开多 波段的联合观测. 利用EP观测得到的高信噪比的长时 间的光变曲线和能谱, 以及其他多波段的观测数据, 可 以对不同性质的TDE进行分类. 这都将从根本上促进 我们对于TDE的理解. 另一方面, 分析和研究TDE的 事件发生率以及具有特殊性质的TDE(具有喷流性质 的TDE, 中心黑洞为中等质量黑洞的TDE以及双黑洞 中产生的TDE等), 将帮助我们回答诸如黑洞在星系中 的占有比、中等质量黑洞是否存在及其性质、喷流的 产生等问题. 对于这些问题的研究将有助于提高我们 对黑洞的增长与演化、黑洞与星系的共同演化以及黑 洞的反馈机制等的进一步理解. 可以预期, EP将为 TDE及其相关研究领域的研究带来突破性的进展. 参考文献 1 Lidskii V V, Ozernoi L M. Tidal triggering of stellar flares by a massive black hole. Soviet Astron Lett, 1979, 5: 16–19 2 Rees M J. Tidal disruption of stars by black holes of 106–108 solar masses in nearby galaxies. Nature, 1988, 333: 523–528 3 Ferrarese L, Merritt D. A fundamental relation between supermassive black holes and their host galaxies. Astrophys J, 2000, 539: L9–L12 4 Magorrian J, Tremaine S, Richstone D, et al. The demography of massive dark objects in galaxy centers. Astron J, 1998, 115: 2285–2305 5 Liu F K, Li S, Chen X. Interruption of tidal-disruption flares by supermassive black hole binaries. Astrophys J, 2009, 706: L133–L137, arXiv: 0910.4152 6 Stone N, Loeb A. Tidal disruption flares of stars from moderately recoiled black holes. Mon Not R Astron Soc, 2012, 422: 1933–1947, arXiv: 1105.4966 7 Reis R C, Miller J M, Reynolds M T, et al. A 200-second quasi-periodicity after the tidal disruption of a star by a dormant black hole. Science, 刘柱等. 中国科学: 物理学 力学 天文学 2018 年 第 48 卷 第 3 期 039503-10 Downloaded to IP: 223.0.13.174 On: 2020-03-10 11:25:21 http://engine.scichina.com/doi/10.1360/SSPMA2017-00268