Large Merger Recoils and Spin Flips From Generic Black-Hole Binaries
我们报告的第一个结果，从一个通用的黑洞二进制，即二进制包含不等质量的黑洞与错位自旋的演变。我们的配置，其质量比为2：1，由一个最初不旋转的孔轨道一个更大的，快速旋转的孔（比自旋a/m = 0.885），与自旋方向定向相对于轨道平面-45度。我们跟踪的inspiral和合并的~2轨道，并发现残余收到一个实质性的踢454公里/秒，两倍以上的最大踢从非自旋双星。剩余的自旋方向相对于较大空穴的初始自旋方向翻转103度。我们进行了第二次运行与反对齐的自旋，a/m =+-0.5躺在轨道平面，产生一个踢1830公里/秒的轨道平面。对于最大旋转的黑洞，该值可缩放至近4000 km/s。如此大的反冲速度开启了一种可能性，即合并的双星甚至可以从大质量宿主星系的核中喷出。
2007-03-02 astro-ph gr-qc
Gravitational recoil: signatures on the massive black hole population
在黑洞合并的最后阶段，由于引力辐射的不对称发射，双星会经历反冲。最近的数值相对论模拟表明，对于特定的配置，反冲速度可以高达每秒几千公里。我们认为在这里的最坏情况下的轨道和相位配置的大规模黑洞（MBH）人口的层次演化的影响。在平面中的轨道配置和自旋取向被选择为产生最高可能反冲的轨道配置和自旋取向。质量和自旋幅度，而不是来自自洽的MBH演化模型。如果种子形成得早，例如作为第一颗恒星的残余，那么几乎所有的前几代双星都会被喷射出来。由于双星质量比分布变浅和宿主势阱加深的综合作用，丢失双星的比例在以后的时间内减小。如果种子在较晚的时间形成，在更大的晕中，留存率要高得多。我们表明，引力反冲不构成威胁的MBH人口的演变，我们在当地观察到的任何情况下，虽然高质量的种子似乎是有利的。相反，引力反冲对于（i）偏置晕中的MBH在高红移下是一个真正的危险，在那里合并更常见，势阱仍然相对较浅。同样，它是非常具有挑战性的保留（ii）MBH合并在星团。
2007-05-07 astro-ph
The effect of gravitational-wave recoil on the demography of massive black holes
星系合并后大质量黑洞双星的合并是低频引力辐射的主要来源之一。一种高阶相对论现象，即由引力波带走的非零净线性动量所导致的反冲，可能会对星系中心MBH的人口统计产生有趣的影响。我们研究反冲MBHs的动力学及其观测结果。"引力火箭“可能：i）耗尽晚型螺旋星系、矮星系和星团中的MBH; ii）产生非核类星体，包括在射电强源反冲过程中不寻常的射电形态; iii）产生星际和星系间MBH。
2004-03-11 astro-ph
Modeling the Retention Probability of Black Holes in Globular Clusters: Kicks and Rates
我们模拟黑洞的二元相互作用，检查合并和黑洞的增长和引力辐射信号的概率，使用一个特定的初始质量分布的黑洞在球状星团和一个简单的半解析形式主义的动力学相互作用。我们包括三体反冲和最新的结果，在数值相对论的引力辐射反冲。据发现，虽然99%的双星喷出低金属丰度，低质量的集群，富金属的大质量集群保留5%的双星。一个有趣的部分弹射双星，特别是那些从高质量，高金属系统，合并的时间尺度足够短，引力辐射源在他们的合并率接近预期的银河场黑洞双星。虽然合并率相当，但这些双星的质量要大得多，而且它们的本地化将使它们成为先进LIGO的吸引力目标。我们挑选出两个可能的银河系星系团（NGC 6441和NGC 6388）具有良好的保留概率的属性。
2008-09-09 astro-ph
Black Holes and Pulsar Binaries
恒星质量的黑洞在磁场中形成，并在双星中被观察到。人口合成估计BH-PSR二进制的形成表明，这些可能会被观察到，但在形成率非常大的正式不确定性。在球状星团中，交换和二元相互作用为BH-PSR的形成提供了更多的通道，而通过反冲的喷射可以去除大部分初始黑洞种群。在不久的将来应该会观测到一个BH-PSR系统，很可能是在一个球状星团中。
2003-03-13 astro-ph
Recoil velocity at 2PN order for spinning black hole binaries
本文计算了自旋双黑洞发射的2PN阶引力波携带的线动量通量。特别是，我们提供了三种新类型的条款，即下一个领导阶自旋轨道项在1.5 PN顺序，自旋轨道尾项在2PN顺序，自旋自旋项在2PN顺序的明确表达。限制自己的准圆轨道，我们积分的线性动量通量随时间的推移，以获得反冲速度作为轨道频率的函数。我们发现，在所谓的superkick配置的高阶自旋校正可以增加反冲速度约3倍的领先阶PN预测。此外，我们提供的表达式适用于一般的轨道，并准确地在2PN阶，所携带的引力波从旋转的二元黑洞发射的能量和角动量。专门针对准圆轨道，我们计算自旋自旋项在2PN阶的轨道频率的演变的表达式，并发现协议与Mikóczi，Vasúth和Geralgio。我们还验证了在极端质量比的极限下，我们的能量和角动量通量的表达式与Tagoshi，Shibata，Tanaka和Sasaki在黑洞微扰理论的背景下得到的结果相匹配.
2009-10-26 astro-ph gr-qc
Quasi-Local Linear Momentum in Black-Hole Binaries
受准定域视界形式的启发，我们提出了一个黑洞视界线性动量的准定域公式。我们测试这个公式使用两个互补的配置：（i）通过计算两个黑洞在不等质量，零自旋，准圆双星的大轨道线动量和（ii）通过计算非常小的反冲动量赋予的头对碰撞的残余物的质量相等，反对齐自旋的二进制。我们得到的结果与轨道情况下的地平线轨迹一致，并且与小得多的迎面反冲速度下的净辐射线动量一致。
2007-10-01 astro-ph gr-qc
Modeling kicks from the merger of generic black-hole binaries
最近的数值相对论结果表明，质量相当的自旋黑洞合并有一个最大的"反冲踢“高达$\sim 4000 \kms$。然而，这些反冲速度与质量比的缩放知之甚少。我们提出了新的运行表明，最大可能的踢垂直于轨道平面不缩放为$\simη^2$（其中$η$是对称的质量比），如前所述，但更符合$\simη^3$，至少对于低轨道进动的系统。我们讨论了这种依赖性对星系抛射方案和中等质量黑洞在球状星团中的保留的影响。
2008-07-10 astro-ph gr-qc
Maximum gravitational recoil
最近对黑洞双星合并过程中产生的引力辐射反冲的计算重新开启了一种可能性，即合并的双星甚至可以从大质量宿主星系的核中喷出。在这里，我们报告的第一个系统的研究引力反冲等质量的双星具有相等的，但反对齐，自旋平行于轨道平面。自旋的这种取向预期将使反冲最大化。我们发现反冲速度（垂直于轨道平面）随初始自旋方向与每个孔的初始线动量所成的角度呈正弦变化，并且对于最大旋转孔，反冲速度最大可达~4000 km/s。我们的结果表明，反冲速度的幅度可以敏感地依赖于自旋取向的黑洞合并前。
2007-02-27 astro-ph gr-qc
Modeling kicks from the merger of non-precessing black-hole binaries
最近，几个研究小组计算了两个旋转黑洞合并产生的引力辐射反冲。结果表明，自旋可能是反冲的主要贡献者，据报道反冲速度为每秒数百甚至数千公里。然而，自旋反冲的参数空间很大，并且最终期望具有给出给定质量比、自旋幅度和自旋取向的反冲的近似幅度的简单公式。作为实现这一目标的一步，我们进行了系统的研究反冲速度从合并的黑洞的质量比$q\equiv m_1/m_2=2/3$和无量纲自旋参数$a_1/m_1$和$a_2/m_2$等于0或0.2，与方向对齐或反对齐的轨道角动量。我们还运行了一个等质量的$a_1/m_1=-a_2/m_2=0.2$的情况下，发现与以前的结果很好的协议。我们发现，目前报道的踢从对齐或反对齐的自旋，一个简单的踢公式的启发后牛顿分析可以重现数值结果优于$\sim$ 10%。
2007-10-11 astro-ph gr-qc
Formation of Low-Mass X-Ray Binaries. II. Common Envelope Evolution of Primordial Binaries with Extreme Mass Ratios
我们研究了低质量X射线双星（LMXB）的形成，通过氦星超新星的二元系统，每个都出现了一个共同的信封阶段。LMXB的前身星必须满足大量的演化和结构约束，这是在对称超新星爆炸的假设下强加的，禁止形成短周期LMXB通过任何通道以亚爱丁顿速率传递质量，其中中子星的中间前身星不完全简并。因此，除非是吸积引起的坍缩，否则这类系统的存在就需要出生时的反冲作用赋予中子星。我们使用的分析方法来合成分布的新生LMXB供体群众和轨道周期，并评估其出生率和系统速度分散。在观测的不完整性和选择效应的限制，以及我们忽视长期的LMXB状态的演变，我们比较我们的结果与观测。然而，我们的主要目标是评估基本模型参数如何影响这些结果。我们的结论是，新生LMXB的特点主要是由年龄和稳定性的限制和磁制动的效率，并在很大程度上是独立的原始二进制人口和LMXB祖先的进化历史（除了极端值的平均踢幅度或共同的包络弹射效率）。LMXB总出生率的理论估计是不可信的，因为它们强烈依赖于观测上不确定的长周期轨道中具有极端质量比的原始双星的频率。
1997-08-25 astro-ph
The Distribution of Recoil Velocities from Merging Black Holes
利用有效单体模型计算了任意质量和自旋取向的合并黑洞的线性动量流。该模型包括一个解析描述的螺旋相位，一个短的合并，和一个叠加的指数阻尼准正常衰荡模式的克尔BH。通过改变内旋和衰荡的匹配点，可以估计出这种方法产生的系统误差。在这些置信度范围内，我们发现密切的协议与以前报道的结果从数值相对论。使用蒙特卡洛实现的EOB模型，我们能够采样大量的BH参数空间和估计反冲速度的分布。对于质量比范围1 <= m_1/m_2 <= 10、a_{1,2}的自旋幅度=0.9以及均匀的随机自旋取向，我们发现，反冲速度大于500 km/s的双星中有一小部分f_{500} =0.12^{+0.06}-0.05}，f_{1000} =0.027^{+0.021}-0.014}反冲大于1000 km/s。这些速度可能能够将最后的BH从其宿主星系中喷射出来。将样本限制为m_1/m_2 <= 4的可比质量双星，典型的反冲甚至更大，f_{500} =0.31_{-0.12}^{+0.13}和f_{1000} =0.079^{+0.062}_{-0.042}。
2007-03-29 astro-ph gr-qc
Further insight into gravitational recoil
我们测试的准确性，我们最近提出的经验公式来模拟反冲速度赋予合并剩余的旋转，不等质量的黑洞双星。我们研究了三个家庭的黑洞二元配置，所有的质量比q=3/8（最大化不等质量的贡献踢）和自旋对齐（或计数器对齐）与轨道角动量，两个自旋配置选择，以尽量减少自旋诱导的切向和径向加速度的轨迹分别，和第三个家庭的轨迹显着改变自旋轨道耦合。我们发现前两个家庭的测量和预测的反冲速度之间的良好协议，第三个合理的协议。我们还重新审视了我们原来的通用二元配置，导致发现了极大的自旋驱动的反冲速度，并启发了我们的经验公式，并找到合理的预测和测量的反冲速度之间的协议。
2008-03-13 astro-ph gr-qc
Spin Diagrams for Equal-Mass Black-Hole Binaries with Aligned Spins
具有与轨道角动量一致的自旋的二元黑洞系统特别令人感兴趣，因为它们可能是一般超大质量二元黑洞系统的螺旋的优选终态。有鉴于此，我们计算了一个大的等质量的黑洞的自旋与轨道角动量对齐，但在其他任意的二元系统的螺旋和合并。通过对模拟结果的最小二乘拟合，我们构造了两个“自旋图”，它们提供了关于反冲速度|v_kick|和最终黑洞自旋a_fin的直接信息，即两个初始黑洞的无量纲自旋a_1和a_2。总的来说，它们表明最大反冲速度为|v_kick| =441.94 km/s，最小和最大最终自旋分别为a_fin=0.3471和a_fin=0.9591。
2008-02-23 astro-ph gr-qc
Gravitational recoil velocities from eccentric binary black hole mergers
超大质量黑洞的形成和生长是揭开星系形成秘密的关键问题。特别是，质量不等的黑洞双星合并产生的引力反冲可能具有许多天体物理学意义，例如黑洞从宿主星系或球状星团中喷出。我们提出的反冲速度的估计，包括小偏心率的影响。该方法特别适合合并的最后阶段，其中发生了引力波中大部分线性动量的发射。补充我们的估计与后牛顿近似，我们得到的下限和上限，约束以前的反冲速度估计以及最佳估计，同意在准圆形的情况下，与数值模拟。当偏心率e <= 0.1时，当质量比M_1/M_2为0.38时，反冲最大，最佳反冲估计为167（1 + e）km/s，上、下限分别为79（1 + e）km/s和216（1 + e）km/s。
2006-11-03 astro-ph gr-qc
Retaining Black Holes with Very Large Recoil Velocities
最近对双黑洞合并的数值模拟表明，可能产生非常大的反冲速度（> 3000 km/s）。这种量级的反冲应该足以将最后一个黑洞从几乎任何银河系的势能中弹射出来。这一结果被认为是一个潜在的矛盾与观测的超大质量黑洞居住在中心的大多数星系在当地的宇宙。利用一个极其简化的合并树模型，我们表明，即使在非常大的弹射概率的限制下，经过少量的合并世代，今天仍然应该有一个可观的比例（>50%）的星系与超大质量黑洞。我们继续认为，在合并模型中加入更现实的物理成分应该系统地增加这个保留分数，有助于解决理论和观察之间的潜在冲突。最后，我们开发了一个更现实的蒙特卡罗模型来确认定性参数和估计占领分数作为中央星系速度色散的函数。
2007-06-11 astro-ph
The binary fraction of extreme horizontal branch stars
我们利用Palomar-Green星表中亚矮星B星的精确径向速度测量来寻找双星极端水平分支（EHB）。我们确定了36 EHB星在我们的样本中，发现这些恒星中至少有21个是双星。除了一两个人之外，所有人都是新的身份。EHB星的最小双星分数为60 ± 8%。我们的调查对轨道周期P小于约10 d的双星敏感。对于合理的假设有关的周期分布和质量比分布的双星，我们发现，我们的调查在这个范围内的轨道周期的平均检测效率为87%。考虑到这个估计的探测效率，EHB星中短周期双星的比例（约0.03 < P <10 d）为69 ± 9%。该值并不强烈依赖于P= 10 d以下的周期分布或这些短周期双星的平均伴星质量。这些双星的轨道间距远小于形成EHB的红巨星的大小。这有力地证明了双星演化是大多数EHB恒星形成的基础。如果也有轨道周期大于10 d的EHB双星，那么演化受到伴星影响的EHB星的比例可能会高得多。
2001-03-21 astro-ph
Binaries among Extreme Horizontal Branch Stars in Globular Clusters
在回顾了我们目前对球状星团中蓝亚矮星的认识之后，我们概述了在这些恒星中搜索近距离双星的结果，包括以前发表在文献中的结果和报告最近的新数据的初步结果。先前的研究显示NGC 6752缺乏封闭系统，我们通过新的更广泛的观测证实了这一点。我们估计这个星团中的密近双星比例只有4%。通过对相关文献的回顾，有迹象表明极水平分支（EHB）恒星中的低密近双星比例是球状星团的一个共同特征。另一方面，现场EHB人口显示出一个非常高的二进制分数的证据。这种差异之间的球状星团和外地人口，虽然尚未详细解释的理论模型的基础上，必须与不同的形成历史的EHB恒星在外地和集群。在这个框架下，初步的结果表明，封闭系统可能在特殊的球状星团NGC 2808中相对常见，尽管研究的恒星样本仍然很小。这意味着，就EHB恒星的形成而言，并非所有的星团都有相同的行为。我们简要探讨这些结果的可能解释。
2007-11-04 astro-ph
Binary Mergers and Growth of Black Holes in Dense Star Clusters
我们的模型的动力学演化的原始黑洞（BH）在密集的星团中使用的恒星动力学的简化处理，其中的BH被假定为保持集中在一个内核，完全解耦的背景恒星。涉及BH二进制的动力学相互作用计算精确，并根据蒙特卡洛处方生成。对于典型的球状星团参数，反冲和抛射导致BH核心在约10^9年的时间尺度上完全蒸发。由引力辐射驱动的轨道衰变可以使双星合并，在某些情况下，连续的合并可以导致显着的BH增长。我们高度简化的集群动力学处理，使我们能够研究大量的模型，并计算统计分布的结果，如大规模BH增长和保留在集群中的概率。我们发现，在大多数模型中，有一个显着的概率（~20-80%）BH的增长与最终质量> 100 M_{\sun}。在一种情况下，最终形成的BH质量约为620 M_{\sun}。然而，如果典型的合并反冲速度（由于引力辐射的不对称发射）明显超过星团逃逸速度，则不会发生增长。独立的反冲速度，我们发现，BH-BH合并增强集群核心的动力学相互作用提出了一个重要的源引力波的地面激光干涉仪。在乐观的情况下，Advanced LIGO的总探测率可能高达每年数十次从星系团中吸入黑洞的事件。
2005-10-01 astro-ph
Total recoil: the maximum kick from nonspinning black-hole binary inspiral
当不等质量的黑洞合并时，最后的黑洞会受到一个"反冲“，这是由于合并过程中发射的引力辐射中线性动量的不对称损失。这种反冲的强度具有重要的天体物理学后果。最近在数值相对论的突破，使我们能够进行最大的参数研究，迄今为止进行的数值模拟的二元黑洞的inspirals。我们研究了非自旋的黑洞双星，它们的质量比从$q=M_1/M_2=1$到$q =0.25$（$η= q/(1 + q)^2$从0.25到0.16）。我们精确地计算出反冲的速度在6%以内，黑洞的最终自旋在2%以内。对于$η= 0.195 \pm 0.005$，实现了$175.2\pm11$ km s $^{-1}$的最大反冲。
2007-03-08 astro-ph gr-qc
Binary Black Holes: Spin Dynamics and Gravitational Recoil
我们提出了一个研究的旋转黑洞双星集中在个别黑洞的自旋动力学以及引力反冲收购合并产生的黑洞。我们考虑两个系列的初始自旋取向远离双轨道平面。在其中一个系列中，自旋是反对齐的;对于第二个系列，其中一个自旋沿着分隔黑洞的线指向远离双星的方向。我们发现一个显着的协议之间的自旋动力学预测在第二后牛顿秩序和那些从数值相对论。对于每种配置，我们计算最终黑洞的反冲。我们使用反对齐自旋系列的反冲估计来拟合\KKF{,}中的参数，并验证了沿着轨道角动量方向的反冲是$\propto \sinθ$，并且在轨道平面$\propto \cosθ$上，其中$θ$是自旋方向和轨道角动量之间的角度。我们还发现，黑洞的自旋可以很好地估计，通过评估孤立视界自旋球的坐标半径恒定。
2007-09-17 astro-ph gr-qc
Accretion disc dynamics in extreme mass ratio compact binaries
本文分析了质量比q < 0.1的双星系统吸积盘的动力学和几何学的数值研究，适用于超致密X射线双星、AM CVn星和甚短周期激变变星。在二进制参考系中的光盘的稳态几何形状被发现是相当不同的预期在较高的质量比。当q ~ 0.1时，星盘呈现通常的椭圆形，长轴垂直于两颗恒星的中心线。然而，在较小的质量比的椭圆形气体轨道在磁盘的外部区域旋转的双平面。旋转角随气体温度的增加而增加，但与q成反比。在q = 0.01时，这些轨道的长轴几乎平行于两颗恒星的中心线。这些效应可能是从AM CVn恒星GP Com的多普勒断层扫描推断出的类似盘结构的原因（Morales-Rueda et al. 2003），其q = 0.02。在低质量比的稳定状态的几何形状是不预测的无粘，限制气体轨道的三体模型，它是有关的潮汐粘性截断盘附近的罗氏瓣边界的影响。由于盘的几何形状可以推断出一些系统的观测，它建议，这可能会提供一个有用的诊断超紧凑双星的质量比的测定。
2007-01-02 astro-ph
How black holes get their kicks: Gravitational radiation recoil revisited
双黑洞合并产生的引力波带走了线性动量，导致质心反冲。这种“辐射火箭”效应对逃逸速度为反冲速度的系统具有重要意义。我们重新审视这个问题，使用黑洞微扰理论，治疗作为一个测试质量螺旋进入旋转孔的二进制。对于极端的质量比（q = m1/m2 << 1），我们非常精确地计算了双星合并的缓慢螺旋时期的反冲;这些结果可以以适度的精度外推到q ~ 0.4。虽然最后一次俯冲产生的反冲力对最后的反冲力有很大的贡献，但我们只能粗略地估计它的大小。我们发现反冲可以很容易地达到~ 100-200 km/s，但最有可能不超过~ 500 km/s。虽然远低于先前的估计，但这种反冲足够大，足以产生重要的天体物理学后果。这些包括从球状星团、矮星系和高红移的暗物质晕中喷射出的黑洞。
2004-04-09 astro-ph gr-qc
Extreme Kuiper Belt Object 2001 QG298 and the Fraction of Contact Binaries
对柯伊伯带天体2001 QG 298的时间分辨观测表明，该天体的光变曲线的峰-峰变化为1.14 ± 0.04等，单峰周期为6.8872 ± 0.0002小时，平均绝对星等为6.85等，对应的平均有效半径为122（77）km（当λ = 0.04时）（0.10）假设。这是第一个已知的柯伊伯带天体，也是第三颗半径大于25公里的小行星，其光变曲线范围超过1等。我们发现这些颜色是柯伊伯带天体的典型颜色（B-V = 1.00 +- 0.04，V-R = 0.60 +- 0.02），在最小和最大光之间没有颜色变化。大的光变化，相对较长的双峰期和没有旋转的颜色变化的解释，反对由于旋转标记或伸长，由于高角动量。相反，我们认为2001 QG 298可能是一个非常接近或接触的二进制类似的结构已经独立提出的特洛伊小行星624赫克托尔。如果是这样的话，它的自转周期将是光变曲线周期的两倍，即13.7744 +- 0.0004小时。通过校正投影的影响，我们估计柯伊伯带中类似天体的比例至少为10%至20%，真实比例可能要高得多。在柯伊伯带双星演化的某些情况下，预计会有大量的近距离和接触双星。
2004-02-12 astro-ph
Gravitational-wave memory revisited: memory from the merger and recoil of binary black holes
引力波记忆是指在理想的（自由下落的）引力波干涉仪中，被测质量的永久位移。鼓舞人心的二进制产生了一种特别有趣的记忆形式-Christodoulou记忆。虽然它起源于2.5后牛顿阶的非线性相互作用，但Christodoulou记忆影响主导（牛顿）阶的引力波振幅。以前的计算计算了这种非振荡振幅校正在螺旋阶段的二元合并。使用“有效的一体化”的描述校准与数值相对论模拟的结果，在螺旋，合并，和振铃阶段，以及内存的最终饱和值，计算的内存的演变。使用这个模型的内存，其检测的前景进行了检查，特别是超大质量黑洞二元聚并，LISA将检测到高信噪比。由于引力辐射的各向异性发射，合并的双黑洞也会经历质心反冲。这些反冲能以“线性”记忆和准简正模频率的多普勒频移的形式出现在引力波信号中。本文还讨论了观测这些效应的前景。
2009-02-21 astro-ph gr-qc
Initial Populations of Black Holes in Star Clusters
使用更新的人口合成代码，我们研究了大规模星暴后年轻星团中黑洞（BH）的形成和演化。本研究继续并改进了Belczynski，Sadowski和Rasio（2004）描述的初始工作。在我们的新计算中，我们考虑了黑洞及其祖先可能从星系团中喷出的原因，这是因为超新星的出生踢和双星破裂后的反冲。结果表明，团簇中保留的黑洞和被逐出的黑洞（形成场布居）的性质都敏感地依赖于团簇势的深度。特别是，大多数从双星中喷出的黑洞也是从中心逃逸速度Vesc < 100 km/s的星系团中喷出的。相反，大多数双星中的黑洞被Vesc > 50 km/s的星团所保留。来自单星演化的黑洞也受到显著影响：大约一半来自原始单星的黑洞是从Vesc < 50 km/s的星团中喷出的。我们的研究结果奠定了理论研究的BH X射线双星的形成和周围的星团，包括可能的超光源，以及合并BH-BH双星可检测与未来的引力波天文台的基础。
2006-05-12 astro-ph
Quasars at z=6: the survival of the fittest
斯隆数字巡天探测到了红移非常高的发光类星体，z>6。后续的观测表明，这些类星体中至少有一些是由质量超过10亿太阳质量的超大质量黑洞（SMBH）提供动力的。因此，SMBH似乎在宇宙还不到1 Gyr的时候就已经存在了，而大部分的星系形成仍然需要发生。我们在本文中调查在何种程度上吸积和动力学过程的影响SMBHs的早期增长。我们评估的影响（一）黑洞合并，（二）合并效率的影响和（三）由于动力学效应，可以踢黑洞的主机晕（引力反冲）的负面贡献。我们发现，如果吸积总是通过薄盘的爱丁顿率限制，允许再现LF在z=6的最大辐射效率是12%的顺序，当考虑到引力反冲的不利影响。在研究高红移SMBH时，动力学效应不可忽略。如果黑洞在早期阶段能够以超临界速率吸积，那么即使在反冲速度处于上限范围内的情况下，重现观测到的SMBH质量值也不是问题，因为合并双星的质量比偏向于低值，在那里引力反冲效应非常温和。我们建议，SMBH的增长在早期是非常有选择性的，有效的只有黑洞托管在高密度的峰值晕。
2006-07-05 astro-ph
Branching ratio of Type Ib/c supernovae into GRB-supernovae
本文研究了双星系统中大质量恒星核塌缩过程中黑洞的中心成核和偏心成核。根据贝肯斯坦的引力辐射反冲机制，一个新成核的黑洞通常会过早地离开中央核心。黑洞保持在中心位置的概率很低，如果双星系统是紧凑的，那么它会成熟为一个快速旋转的大质量黑洞。GRB 030329/SN 2003 dh表明Ib/c型超新星是长伽玛暴的母体，其分支比为${\cal R}=(2-4)\times 10^{-3}$。我们确定${\cal R}$与紧凑的双星中心成核的概率低。离心事件被预测会产生一个单一的引力辐射短爆发。据预测，中心事件将产生第二次长时间的引力辐射爆发，由发光的黑洞提供动力。这些特征是LIGO、VIRGO和TAMA感兴趣的。
2004-07-06 astro-ph
Gravitational Recoil from Binary Black Hole Mergers: the Close-Limit Approximation
双黑洞系统的合并是目前和未来探测器将研究的引力波的主要来源之一。除了这些波携带的能量和角动量外，对于不等质量的双星，还有一个线动量的净通量，这意味着最终产生的黑洞在相反方向上的反冲速度。我们提出了一个计算的反冲速度的基础上的封闭极限近似方案，它给出了优异的结果相比，完整的数值相对论计算的黑洞的正面碰撞和掠碰撞。当对称质量比eta = M_1 M_2/（M_1+M_2）^2 ~ 0.19，初始适当分离为4 M时，我们得到了最大反冲速度~ 64 km/s，其中M是系统的总ADM质量。该分离是期望闭合极限近似提供准确结果的最大值。如果我们用PN计算来补充这个估计，直到最里面的稳定圆轨道，我们得到反冲速度的下限，最大值约为84 km/s。这是一个下限，因为它忽略了最初的合并阶段。然而，我们可以通过使用PN方法或闭限近似来获得粗略的估计。由于这两种方法都被称为高估的辐射量，我们以这种方式获得的反冲的上限与最大值在220-265公里/秒的范围内。我们还提供了非线性拟合这些估计的上限和下限。这些估计受到与诸如初始数据的选择和扰动理论中的较高影响等问题有关的不确定性的影响。尽管如此，我们的估计是一致的文献中以前的结果，并建议一个较窄的范围内可能的反冲速度。
2007-03-19 astro-ph gr-qc
Prompt Shocks in the Gas Disk Around a Recoiling Supermassive Black Hole Binary
星系合并产生的超大质量黑洞双星在合并过程中由于发射引力波而发生反冲。我们模拟了一个薄的，2D磁盘的无碰撞粒子，最初在圆形轨道上围绕10^6 M_太阳BHB，踢是平行或垂直于初始轨道平面的响应。在环双星气盘中，典型的反冲速度（v_k）可以超过声速。当内盘与反冲双星强结合时，外盘只是弱结合或未结合。这导致扰动盘中的微分运动随半径增加，当v_k ~500 km/s时，在~700 Schwarzschild半径处可以变为超音速，这意味着激波在此半径之外形成。我们确实发现，在盘平面上的反冲导致在一个紧密缠绕的螺旋焦散中立即强烈的密度增强（在几周内），以速度v_k向外传播。在垂直于盘的反冲中也观察到同心密度增强，但较弱，只有在长时间延迟（>1年）后才发展成焦散。除非两个黑洞的自旋都很低或与轨道角动量精确对准，否则很大一部分（>百分之几）的反冲足够大，并与轨道平面对准，以产生强烈的冲击。在合并后的一个月到一年之间，这些冲击可能会导致余辉，其特征光子能量随着时间的推移而增加，从紫外线（~ 10 eV）到软X射线（~ 100 eV）范围。这可能有助于确定LISA发现的GW来源的EM对应方。
2008-01-07 astro-ph gr-qc
Gravity Waves, Chaos, and Spinning Compact Binaries
在两体系统的后牛顿展开式中，自旋紧双星被证明是混沌的。混沌的定义是对初始条件的极端对初始条件的敏感性，以及随之而来的无法预测演化结果。因此，自旋对在合并期间将具有不可预测的引力波形。这对未来的重力波观测站提出了挑战，因为它们依赖于数据和理论模板之间的匹配。
2000-05-05 astro-ph chao-dyn gr-qc
