Numerical Relativity Estimates of the Remnant Recoil Velocity in Binary Neutron Star Mergers
本文首次基于数值相对论模拟估计双中子星并合遗迹的反冲速度，发现其可达数十至150 km/s，并给出反冲速度与抛射物质关系的拟合公式，同时估计了遗迹质量与自旋范围。
2023-10-18 astro-ph.HE gr-qc
Recoil geometry determines electromagnetic counterparts from supermassive black hole merger remnants
Princeton University（普林斯顿大学）；California Institute of Technology（加州理工学院）
研究探讨反冲几何对超大质量黑洞合并后电磁信号的影响，通过相对论磁流体力学模拟揭示不同反冲方向下的喷流和盘行为差异，为多信使观测提供理论支持。
2026-03-27 astro-ph.HE gr-qc
Feasibility of Primordial Black Hole Remnants as Dark Matter in View of Hawking Radiation Recoil
最近有人提出，原始起源的黑洞残余物不是可行的暗物质候选者，因为它们由于霍金辐射的反冲而具有太大的速度。我们重新研究了这个有趣的说法，发现它并不排除这种可能性。相反，对于基于普朗克尺度附近时空的非对易性的模型，基本上可以使用相同的论点来估计非对易性效应变得重要的尺度。如果暗物质“粒子”是已经超过最高温度的非对易黑洞，这意味着非对易尺度大约是普朗克长度的100倍。同样的分析也适用于其他温度在冷却之前达到最大值的黑洞残余物，例如，在渐近安全重力下的黑洞。
2021-07-27 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Kick matters: The impact of a new recoil model on the retention of hierarchical black-hole remnants in globular clusters
Weinberg Institute, University of Texas at Austin（韦恩伯格研究所，德克萨斯大学奥斯汀分校）；Department of Physics and Astronomy, Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学物理与天文系）
本文提出新的反冲模型gwModel_flow_prec，通过N体和半解析模拟显示其显著提高了球状星团中分层合并残骸的保留概率，并改变了黑洞的质量和自旋分布。
2026-03-10 astro-ph.HE gr-qc
Remnant mass, spin, and recoil from spin aligned black-hole binaries
我们进行了一组36 nonprecessing黑洞二进制模拟与自旋对齐或counteraligned与轨道角动量，以模拟最终的质量，自旋和反冲的合并黑洞作为一个函数的个人黑洞自旋幅度和质量比的祖先。我们发现，这些配置的最大反冲是$V_{max}=526\pm23\,km/s$，这发生在祖自旋是最大的，质量比是$q_{max}=m_1/m_2=0.623\pm0.038$，较小的黑洞自旋与轨道角动量对齐，和较大的黑洞自旋是反向对齐（$α_1=-α_2=1$）。这个最大反冲比之前的估计大约大了$80\,km/s$，但最重要的是，因为最大值发生在较小的质量比，合并双星反冲比$400\,km/s$快的概率可以和$17\%$一样大，而反冲比$250\, km/s$快的概率可以和$45\%$一样大。我们提供了明确的唯象公式的最终质量，自旋和反冲作为一个函数的个人BH自旋和两个黑洞之间的质量差。在这里，我们包括的条款，通过第四阶的初始自旋和质量差，并找到良好的协议（在百分之几）与独立的结果在文献中。最大辐射能量为$E_{\rm rad}/m\approx11.3\%$，最后自旋为$α_{\rm rem}^{\rm max}\approx0.952$。
2014-06-27 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
High-accuracy mass, spin, and recoil predictions of generic black-hole merger remnants
我们提出了准确的适合一般进动二进制黑洞，训练的大银行的数值相对论模拟的剩余属性。我们使用高斯过程回归插值剩余质量，自旋和反冲速度在7维参数空间的进动黑洞二进制的质量比$q\leq2$，和自旋幅度$χ_1,χ_2\leq0.8$。对于旋进系统，我们在估计剩余质量，自旋星等和反冲星等方面的误差比现有的拟合公式低至少一个数量级（在高质量比和自旋的外推区域也有改进）。此外，我们还建立了剩余自旋和反冲方向的模型。直接在旋进模拟上训练，我们的拟合不受旋进量定义的初始频率的模糊性的影响。我们还建立了一个模型的对齐自旋系统的剩余性质的质量比$q\leq8$，和自旋幅度$χ_1,χ_2\leq0.8$。作为副产品，我们还提供了所有拟合量的误差估计，这些误差估计可以一致地纳入当前和未来的引力波参数估计分析中。我们的模型通过一个快速且易于使用的Python模块surfinBH公开提供。
2019-01-10 astro-ph.HE gr-qc
Modeling gravitational recoil from precessing highly-spinning unequal-mass black-hole binaries
我们测量了不等质量黑洞-双星合并的引力反冲，其中较大的黑洞具有自旋a/m^H=0.8，较小的黑洞不自旋。我们选择我们的配置，使得最初，自旋位于轨道平面上。自旋和轨道平面明显进动，我们发现面外反冲（即垂直于合并周围轨道平面的反冲）随η^2 /（1+q）变化，与我们之前基于后牛顿标度的预测一致。
2009-03-18 astro-ph gr-qc
Extra-Large Remnant Recoil Velocities and Spins from Near-Extremal-Bowen-York-Spin Black-Hole Binaries
我们演化出等质量、等自旋的黑洞双星，其特定自旋为a/mH 0.925，是迄今为止模拟的最高自旋，几乎是鲍文-约克黑洞的最大可能自旋，在一组自旋反向对齐并指向轨道平面的配置中，这使合并残余物的反冲速度最大化，以及其中两个自旋指向与轨道角动量相同的方向的配置，这使得轨道悬挂效应和剩余自旋最大化。在这些情况下，各个视层位的坐标半径非常小，并且模拟需要非常高的中心分辨率（h ~ M/320）。我们发现，这些高度旋转的洞达到最大反冲速度~3300公里/秒（迄今为止最大的模拟），并为挂起配置，剩余自旋的a/mH 0.922。这些结果与我们以前的预测一致的最大反冲速度~4000公里/秒和残余自旋;后者加强了宇宙审查制度不违反合并高自旋黑洞双星的预测。我们还数值求解了一个最大Bowen-York自旋黑洞的初始数据，并对其进行了演化，证实了3度规在穿刺处具有O（1/r^2）的奇异性，而不是通常在非最大自旋情况下看到的O（1/r^4）的奇异性。
2008-07-17 astro-ph gr-qc
Statistical studies of Spinning Black-Hole Binaries
我们研究了一般黑洞双星在旋进和合并过程中自旋的统计分布，以及剩余质量、自旋和反冲速度的分布。对于螺旋制度，我们开始与一个随机的均匀分布的自旋方向S1和S2和幅度S1=S2=0.97不同的质量比。从ri= 50 m的基准初始间隔开始，我们执行3.5PN演进到rf= 5 m。在这个最后的基准分离处，我们计算自旋相对于最终轨道角动量L的角分布。我们对q=1和q=1/16之间的六个质量比进行了16^4次模拟，并计算了L和Delta以及L和S之间的角度分布，这些角度分布与反冲速度和总角动量直接相关。我们发现一个小的，但统计上显着的偏差的分布对两个标量产品的反对齐。为了研究黑洞双星的合并，我们转向全数值技术。我们引入经验公式来描述合并黑洞二进制与任意质量比和自旋的最终残余黑洞的质量，自旋和反冲速度。然后，我们评估这些公式随机选择的方向的个别自旋和幅度，以及二进制的质量比。我们发现反冲速度分布的大小衰减为P（v）\exp（-v/2500 km/s），<v>= 630 km/s，sqrt{<v^2> -<v>^2}= 534 km/s，导致反冲大于1000 km/s的概率为23%，并且沿最终轨道轴有一个高峰值的角分布。最终的黑洞自旋星等显示出一个普适分布，在Sf/mf ^2 =0.73处达到高峰，并且相对于最终的轨道角动量有25度的偏差。
2010-01-21 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
The 2.5PN linear momentum flux and associated recoil from inspiralling compact binaries in quasi-circular orbits: Nonspinning case
螺旋压缩双星的各向异性引力波（GW）发射导致线性动量的损失，从而导致系统的引力反冲。本文在2.5后牛顿（PN）阶下研究了源（准圆轨道上的非自旋黑洞双星系统）远区的线动量损失率，并给出了该双星系统在螺旋相中积累的2.5PN精确反冲速度的调和坐标解析表达式。我们发现，对于对称质量比为ν~0.2的双星，反冲速度在螺旋相结束时（即最内层稳定圆轨道（ISCO））最大，约为~4.58 km/s。超越inspiral，我们还提供了一个更重要的贡献，从暴跌阶段的反冲速度的估计。同样，在坍缩结束时的反冲速度，包括螺旋和坍缩阶段的贡献，对于ν~0.2的双星是最大的，大约为~180 km/s。
2013-04-16 gr-qc
Gravitational-Wave Recoil from the Ringdown Phase of Coalescing Black Hole Binaries
由两个轨道黑洞并合而成的黑洞的引力反冲或“反冲”是一种重要的天体物理现象。我们结合（i）早期的计算，使用后牛顿理论，累积到合并的两个非旋转的黑洞的反冲速度，（ii）的“封闭极限近似”计算的辐射在衰荡阶段，并根据解决方案的Regge-Wheeler和Zerilli方程使用初始数据精确到第二后牛顿秩序。我们证明，振铃辐射产生了显着的“反踢”。加上由于螺旋，合并和衰荡阶段的贡献，我们的结果的净反冲速度同意从数值相对论的10- 15%，在很宽的质量比范围内，与最大速度为180公里/秒的质量比为0.38。
2009-12-18 astro-ph.CO gr-qc
Recoiling Supermassive Black Holes in Spin-flip Radio Galaxies
数值相对论模拟预测，超大质量黑洞（SMBH）双星的合并不仅会导致自旋翻转，而且会导致合并残余SMBH的反冲。在文献中，X形射电源通常被认为是SMBH合并与自旋翻转喷射SMBH的候选人。在这里，我们调查的频谱和空间观测签名反冲SMBH在无线电源经历黑洞自旋翻转。我们的研究结果表明，大多数自旋翻转射电源中的SMBH具有最小可能值$q_{\rm min} \simeq 0.05$的质量比$q\ga 0.3$。对于主合并，残余SMBH在相对于残余SMBH自旋轴的$\la 40^\circ$角内的方向上可以获得高达$2100 km s^{-1}$的反冲速度，这意味着反冲类星体偏向于具有高多普勒频移的宽发射线，而反冲射电星系偏向于大的表观空间偏心位移。我们还计算了不同喷流重定向角的自旋翻转射电源的视速度和视空间偏心分布函数。结果表明，射流的视重定向角越大，多普勒频移反冲速度和视空间偏心位移越大。我们研究了反冲速度对自旋翻转射电源中尘埃环的影响，并认为SMBH的反冲将导致“贫尘埃”活动星系核。最后，我们收集了一个样本的19个X形的无线电对象，并为每个对象的概率检测到的反冲SMBH的预测签名。
2011-12-05 astro-ph.CO gr-qc
Black hole remnants are not too fast to be dark matter
我们评论最近声称，在霍金蒸发的最后阶段的反冲给黑洞残余物大的速度，使他们作为一个暗物质候选人不可能。我们指出，由于宇宙膨胀，这样大的速度在蒸发的最后阶段是不紧张的冷暗物质的范例，只要他们在足够早的时间达到。特别是，预测的反冲速度是鲁棒性与观测兼容，如果残留物形成之前的时代大爆炸核合成，这是一个要求，这是已经施加的物理核合成本身。
2021-06-10 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Gravitational recoil in nonspinning black hole binaries: the span of test-mass results
我们考虑合并，非自旋，质量为$m_{1}$和$m_{2}$的黑洞的二元系统，并表明，任何质量比的引力反冲速度可以通过外推的测试质量极限情况下的波形准确地获得。通过微扰方法在极限$m_1/m_2\ll 1$中获得的波形在$ν= m_{1} m_{2}/(m_{1}+m_{2})^{2} $多极中使用相应的分析已知的引入$ν$行为进行外推。由这个$ν$弯曲波形计算的最终井涌速度被写为$v(ν)/c = 0.04457 ν^2\sqrt{1-4ν}\,(1-2.07106ν+ 3.93472ν^2 -4.78404ν^3+2.52040ν^{4})$，并且与数值相对论模拟的结果兼容
2013-12-16 gr-qc
Recoil Velocities from Equal-Mass Binary-Black-Hole Mergers
如果不对称性存在于引力辐射中，则双黑洞系统的最终演化会产生反冲速度。对质量不等的非自旋双星的这种效应的测量指出，对于质量比为$\simeq 0.36$的双星，可以达到反冲速度$\sim~175$ km/s。然而，一个更大的反冲可以获得等质量的双星，如果不对称性提供的自旋。使用两种独立的方法，我们表明，合并这样的二进制产生的速度高达$\sim 440$公里/秒的黑洞具有不等的自旋是反对齐和平行的轨道角动量。
2007-08-08 gr-qc
Hawking-Radiation Recoil of Microscopic Black Holes
霍金辐射会使微观黑洞迅速蒸发，这就把它们排除在许多天体物理学的考虑之外。然而，有人认为空间的量子性质会改变这种行为：普朗克大小的黑洞的温度消失了，留下的是具有$\approx 10^{-70}\mbox{m}^2$横截面的普朗克质量残余物，这使得直接观察几乎不可能。这样的黑洞残余物已经被确定为可能的暗物质候选者。在这里，我们认为，蒸发的最后阶段有一个反冲效应，使他们的速度高达$\approx 10^{-1} c$。这将导致与冷暗物质宇宙学模型的分歧，除非原始黑洞的形成在暴胀时代后不久停止。
2021-11-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Remnant recoil and host environments of GWTC-4.0 binary black-hole mergers
Universitat de les Illes Balears（巴利阿里群岛大学）；Nicolaus Copernicus Astronomical Center, Polish Academy of Sciences（波兰科学院尼古拉·哥白尼天体物理中心）；University of Warsaw（华沙大学）；Max Planck Institute for Astrophysics（马克斯·普朗克天体物理学研究所）；Institut de Ciències de l’Espai (ICE, CSIC)（空间科学研究所（ICE，CSIC））
研究双黑洞并合事件的残余是否保留在其诞生环境中，通过引力波参数估计和合成人口模型比较，发现五次事件倾向于动力学形成，残余可能被抛出球状星团，而核球星团仍有可能保留。
2026-09-04 astro-ph.HE gr-qc
Modeling maximum astrophysical gravitational recoil velocities
我们测量的反冲速度作为自旋的函数的等质量，高自旋的黑洞双星，自旋在轨道平面，大小相等，方向相反。我们证实了首阶效应在自旋和自旋方向与入轨方向夹角的余弦上是线性的。我们发现高阶修正与这个角度的自旋和余弦的奇次方成正比。考虑到这些修正，我们预测最大后坐力为3680 ± 130 km/s。
2010-11-02 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Gravitational Recoil of Inspiralling Black-Hole Binaries to Second Post-Newtonian Order
引力辐射导致的线动量损失以及由此引起的黑洞双星系统的引力反冲可能在早期星系中大质量黑洞的生长中起重要作用。本文计算了非自旋黑洞双星在后牛顿第二阶（2 PN）的引力反冲，首次得到了由波尾引起的1.5PN修正项和下一个2 PN项.我们发现，由二进制所经历的净反冲的最大值，由于inspiral阶段的最内稳定圆轨道（ISCO）的顺序为22公里/秒。然后，我们估计的反冲速度积累的暴跌期间从ISCO到地平线的整合动量通量使用的2 PN公式沿暴跌测地线的史瓦西度规。我们发现，暴跌的贡献占主导地位的inspiral。对于质量比m_2/m_1=1/8，我们估计总反冲速度（由于绝热和倾伏阶段）为100 +/- 20 km/s。对于0.38的比率，反冲是最大的，我们估计它是250 +/- 50 km/s。在小质量比的极限下，我们估计V/c约为0.043（1 +/- 20%）（m_2/m_1）^2。我们的估计与Favata等人（2004）的估计一致，但范围要窄得多。
2005-08-25 astro-ph gr-qc
Evolutions of unequal mass, highly spinning black hole binaries
我们演化出一个二元黑洞系统，其质量比为$q=m_1/m_2=2/3$，自旋分别为$S^z_1/m_1^2=0.95$和$S^z_2/m_2^2=-0.95$，其中大黑洞的自旋与轨道角动量$L^z$反对齐，小黑洞的自旋与$L^z$对齐。这种配置被选择来测量非旋进双星的残余黑洞的最大反冲。我们发现残余黑洞的反冲速度为500 km/s，这是数值模拟所记录的最大值。残余质量、自旋和重力波形峰值亮度和频率也为源建模提供了参数空间中的有价值的点。
2017-11-22 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Gravitational recoil from spinning binary black hole mergers
双黑洞的螺旋和合并将可能涉及质量不等和任意自旋的黑洞。这些双星发出的引力辐射将携带角动量和线动量。发射出的线动量的净通量意味着由合并产生的黑洞将经历反冲或反冲。以往的研究主要集中在不等质量非自旋双星的反冲速度。我们提出的结果，从模拟的质量相等，但旋转的黑洞二进制文件，并显示如何在这些情况下也可以获得一个显着的引力反冲。我们考虑的情况下，黑洞的大小相反的自旋$a$对准/反对对准的轨道角动量，与$a$的无量纲自旋参数的个别孔。对于所考虑的初始设置，我们发现反冲速度为$V = 475 \KMS a$。超大质量黑洞合并产生的这种量级的反冲可能导致碰撞产生的最后一个黑洞从矮星系的核心喷出。
2007-02-02 astro-ph gr-qc
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
Accretion, Jets, and Recoil in a Merging Supermassive Black Hole Binary: A Prompt Electromagnetic Postmerger Counterpart for LISA
Rochester Institute of Technology（罗切斯特理工学院）
该研究通过三维广义相对论磁流体模拟，发现并合超大质量双黑洞的反冲遗骸能产生持续数小时的瞬态电磁辐射，为LISA探测提供并合后对应体。
2026-09-10 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Extracting the Gravitational Recoil from Black Hole Merger Signals
引力波携带能量、角动量和线动量。在一般的双黑洞合并中，线性动量的损失会给残余的黑洞带来反冲速度，或“反冲”。我们利用引力波形和残余黑洞建模的最新进展，从引力波信号中提取有关反冲的信息。像这样的反冲测量在天体物理学上是有价值的，可以对第二代合并的速度进行独立的限制。此外，我们表明，踢必须考虑到未来的振铃测试的广义相对论与第三代引力波探测器，以避免系统的偏见。我们发现，尽管我们几乎无法获得关于现有引力波事件的信息，但随着探测器的改进，有趣的测量很快就会成为可能。我们表明，一旦LIGO和Virgo达到其设计灵敏度，我们将可靠地提取一般进动二进制的反冲速度-包括所谓的超级反冲，达到5000 km/s。
2020-03-09 astro-ph.HE gr-qc
Anomalies in the gravitational recoil of eccentric black-hole mergers with unequal mass ratios
线性动量的辐射对合并中的黑洞双星系统的质心产生反冲（或“反冲”）。最近的数值相对论计算表明，对于自旋位于轨道平面内的等质量自旋双星（“超级反冲”配置），偏心率可导致反冲速度增加约25%[U Sperhake et al. Phys. Rev. D 101（2020）024044（arXiv：1910.01598）]。在这里，我们调查的非零偏心的非自旋，不等质量的黑洞双星的反冲幅度和引力波发射的影响。我们证实，非零的偏心率在合并可能会导致更大的踢高达25%的准圆形的情况下。我们还发现，反冲速度$v$有一个振荡的偏心率的依赖关系，我们解释为合并时的落入方向和远心点（或近心点）方向之间的角度变化的结果。
2021-05-11 astro-ph.HE gr-qc
Black hole remnant of black hole-neutron star coalescing binaries with arbitrary black hole spin
建立了一个确定黑洞-中子星合并过程中黑洞残余物的无量纲自旋参数和质量的模型，该模型具有任意的初始黑洞自旋角动量、双星质量比、中子星质量和冷态方程.对数值相对论结果进行了检验，表明无量纲自旋参数和最终质量都准确地再现。对于第一次，这两个量的行为和l = 2，m = 2，n = 0的准正规模式频率检查整个参数空间。这个频率的预测可以用来指导引力波建模和探测工作，并从探测到的引力波信号中提取物理信息，这将有助于我们打破黑洞和黑洞-中子星系统之间的简并，提高我们对致密双星形成的理解，并约束中子星状态方程。
2014-03-10 astro-ph.HE gr-qc
Adapted gauge to a quasilocal measure of the black holes recoil
我们探讨不同的规范选择在移动穿刺制定，以提高线性动量测量的准确性评估的残留黑洞合并产生的二进制的地平线上。特别是，受常数值研究的启发，我们通过可变移位参数$mη(\vec{r}(t))$设计了一个规范，使得它具有较低的渐近（在轨道穿刺）值，而在最终的孔视界的标准值为2。这个选择然后跟随残余的黑洞，因为它的净反冲速度移动。我们发现，这种选择保持了准确性的二进制的演变，一旦渐近值的参数$mη$被选择约或低于1.0，它产生更准确的结果比相应的评价在无穷远的辐射线动量的反冲速度，典型的数值分辨率。我们还发现，选择的$\partial_t$规范（在我们的工作分辨率）是更准确的计算反冲速度比$\partial_0$规范在这方面。详细研究了不等质量的$q=m_1/m_2=1/3$ nonspinning二，然后验证其他质量比$(q=1/2,1/5)$和旋转$(q=1)$二黑洞合并。
2020-06-08 astro-ph.HE gr-qc
Disentangling the Galactic binary zoo: Machine learning classification of stellar remnant binaries in LISA data
Max-Planck-Institut für Astrophysik（马克斯·普朗克天体物理学研究所）；SRON Space Research Organisation Netherlands（荷兰空间研究组织）
本文利用机器学习方法对LISA数据中的恒星残骸双星进行分类，发现XGBoost在识别双白矮星和高质双星方面表现优异，但NSWD系统仍存在较大误判风险。
2026-03-06 astro-ph.HE gr-qc
The Black Hole Remnant of Black Hole-Neutron Star Coalescing Binaries
提出了一个确定具有平行轨道角动量和初始黑洞自旋的黑洞-中子星合并的黑洞残骸的无量纲自旋参数和质量的模型。这种方法是基于双黑洞的Buonanno，Kidder和Lehner方法，并成功地对数值相对论模拟的结果进行了测试：无量纲自旋参数的预测与绝对误差$\lesssim 0.02$，而最终质量的相对误差为$\lesssim 2$ %，其分布在测试中被发音峰值为$1$ %。因此，我们的方法和Foucart（2012）报告的环面残余质量的拟合构成了一个易于使用的分析模型，可以准确描述黑洞-中子星合并的残余。研究了由双星质量比、初始黑洞自旋、中子星质量和状态方程组成的参数空间。我们间接支持了黑洞-中子星合并的黑洞残余的宇宙监督猜想。我们发现中子星的存在影响了黑洞遗迹的准正规模频率，从而表明引力波信号的衰荡时期实际上可以用来（1）区分黑洞-黑洞和黑洞-中子星合并以及（2）约束中子星状态方程。
2013-11-22 astro-ph.HE gr-qc
Recoil kicks from binary black hole mergers in GWTC catalogs: implications for retention and hierarchical mergers
University of California Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校）
利用GWTC目录数据推断双黑洞并合的反冲速度，发现典型保留概率在星团和星系中差异显著，并指出保留不足以决定层级并合效率。
2026-06-23 astro-ph.HE gr-qc
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
The hangup effect in unequal mass binary black hole mergers and further studies of their gravitational radiation and remnant properties
我们提出了74个新的非旋进自旋黑洞二进制的模拟结果与质量比$q=m_1/m_2$的范围$1/7\leq q\leq1$和个人的自旋覆盖的参数空间$-0.95\leqα_{1,2}\leq0.95$与一个运行的自旋$\pm0.95$。我们补充这些运行与107个以前的模拟研究的挂起效应在黑洞合并，即延迟或即时合并的旋转孔相对于非旋转双星。我们执行的数值演化，通常是最后十个轨道合并前，到最后的残余黑洞的形成。这使我们能够研究不等质量双星的悬挂效应，从而确定控制合并前轨道数的自旋变量为$\vec{S}_{hu}\cdot{\hat{L}},$，其中$\vec{S}_{hu}=(1+\frac12\frac{m_2}{m_1})\vec{S}_1+(1+\frac12\frac{m_1}{m_2})\vec{S}_2$。结合这181次模拟的全部结果，得到了改进的最终黑洞质量、自旋和反冲速度以及引力应变的峰值亮度和峰值频率的拟合公式，并发现了它们之间新的关联。这种精确的新的一组模拟增加了可用于引力波观测参数估计的可用数值相对论波形的数量。
2018-01-24 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Comparing Remnant Properties from Horizon Data and Asymptotic Data in Numerical Relativity
我们提出了一个新的研究残余黑洞的性质，从13个二元黑洞系统，数值演化使用频谱爱因斯坦代码。每个残骸的质量、自旋和反冲速度是准局部地从视视界数据和渐近地从邦迪数据$(h, ψ_4, ψ_3, ψ_2, ψ_1)$确定的，这些数据是使用SpECTRE的柯西特征演化在未来的零无穷远处计算的。我们比较了这些独立的测量的剩余属性的散装和边界上的时空，以及渐近数据能够再现本地属性的剩余黑洞的数值相对论。我们还讨论了连接视界量渐近量的理论框架，以及它如何与我们的结果。这项研究建议一个简单的改进模拟eXtreme时空波形目录中报告的反冲速度，提供了一个改进未来的替代残留物模型，并提供了新的分析技术，用于评估数值模拟的物理精度。
2021-06-15 gr-qc
Supermassive recoil velocities for binary black-hole mergers with antialigned spins
最近计算的反冲速度在双黑洞合并发现反冲速度的数量级为几百公里/秒的情况下，非旋转的双星和约$500 $公里/秒的情况下，旋转配置，并导致预测的最大反冲高达$1300 $公里/秒。我们测试这些预测，并表明，踢速度至少$2500 $公里/秒是可能的等质量的二进制与反对齐的自旋在轨道平面。如此大的反冲可能会对黑洞的形成模型、星系间黑洞的数量和宿主星系的结构产生重大影响。
2007-06-08 gr-qc
Merger remnant and eccentricity dynamics surrogates for eccentric nonspinning black hole binaries
University of Massachusetts, Dartmouth（麻省大学达特茅斯分校）；Max Planck Institute for Gravitational Physics(Albert Einstein Institute)（马克斯·普朗克引力物理研究所（爱因斯坦研究所））；Cornell University（康奈尔大学）；University of California Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校）；California State University Fullerton（加州州立大学富勒顿分校）；Northwestern University（西北大学）
本文提出两个基于数值相对论模拟的新模型，用于预测偏心非自转黑洞双星并合残骸的性质及偏心率和均 anomaly 的演化，为引力波科学提供更精确的模拟工具。
2026-05-20 astro-ph.HE gr-qc
Remnant of binary black-hole mergers: New simulations and peak luminosity studies
我们提出了61个新的非旋进自旋黑洞双星的模拟结果，质量比$q=m_1/m_2$在$1/3\leq q\leq1$和个人自旋的范围内覆盖参数空间$-0.85\leqα_{1,2}\leq0.85$。我们还进行了10个新的模拟nonspinning黑洞双星的质量比覆盖范围$1/6\leq q<1$。我们遵循的演变，通常是最后十个轨道之前，合并到形成的最后残余黑洞。这使得我们以前的经验公式的准确性评估有关的二元参数的残余最终黑洞质量，自旋和反冲。我们使用新的模拟来改进对上述剩余公式的拟合，并增加了一个关于两个视界合并为一个视界时产生的引力波峰值光度的公式。我们发现很好的协议（典型的错误$\sim0.1-0.2\%$）的质量和自旋，并在$\sim5\%$的反冲和峰值亮度。这些公式有直接应用的参数估计技术适用于LIGO观测的引力波从二进制黑洞合并。
2017-02-07 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
A Tale of Two Black Holes: Multiband Gravitational-Wave Measurement of Recoil Kicks
本文提出利用LISA、现有地基探测器与第三代探测器构成的多频段引力波网络，在GW190521构型下以几十km/s精度测量黑洞反冲踢。
2024-06-17 astro-ph.HE gr-qc
Kicking gravitational wave detectors with recoiling black holes
二元黑洞发射出具有净线性动量的引力辐射，导致最后的残余黑洞后退，其速度可达$\sim5,000$ km/s。完整的数值相对论模拟是精确计算这些反冲的唯一工具，因为它们主要是在黑洞视界即将合并时产生的，并且它们强烈依赖于当时的自旋方向。我们提出了八个新的数值模拟的BBH在挂踢配置家庭，导致最大的反冲。黑洞的质量相等，并且接近最大自旋（$|\vec{S}_{1,2}|/m_{1,2}^2=0.97$）。根据它们在合并时的相位，这个家族导致$\sim\pm4,700$ km/s和所有中间值的反冲沿轨道角动量的二元系统。我们引入了一个新的不变的方法来评估反冲的合并阶段通过波形峰值幅度作为参考相位角的依赖性，并将其与以前的定义进行比较。我们还计算这些hangup-kick波形之间的不匹配，以推断其可观察到的可微性的引力波探测器，如先进的LIGO，找到目前可达到的信噪比，从而允许识别高度反冲黑洞，否则基本上是相同的二元参数。
2019-08-12 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Perturbative effects of spinning black holes with applications to recoil velocities
最近，我们提出了一个增强的Regge-Wheeler-Zerilli形式主义的一阶扰动的史瓦西背景，其中包括一阶校正由于背景黑洞自旋。利用这种形式，我们研究了自旋黑洞双星系统的引力波反冲效应。这使我们能够更好地理解在旋转黑洞双星的全数值模拟中观察到的大反冲的起源。
2010-11-11 gr-qc
Decihertz gravitational waves from double white dwarf merger remnants
双白矮星（DWD）的近距离双星通过发射引力波（GW）螺旋上升并合并。其中一些双星的轨道运动有望被GW的星载激光干涉探测器在低频波段观测到。如果合并后的残骸质量足够大，它们可能会发生热核失控并爆炸成Ia型超新星。作为GW源的残余物迄今为止很少被研究。在这里，我们提出了一个新的机制GW发射DWD合并残留物，可以观察到计划GW探测器在分贝频带。由于合并过程的结果，一个残留物暂时预计会有高度的差异旋转。然后，对于方位角模式速度与恒星自转一致的振荡模式，它是不稳定的。我们解决了差分旋转残留物的特征值问题，并确定不稳定的本征模式，可以归类为惯性模式。对GW的特征应变的估计表明，它们可能在室女室女星系团的距离内被计划中的以分贝波段为目标的引力波观测站探测到。
2020-11-05 astro-ph.HE 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
Merger of white dwarf-neutron star binaries: Prelude to hydrodynamic simulations in general relativity
白矮星-中子星双星产生可探测的引力辐射。建立了圆轨道上共转白矮星-中子星（WDNS）双星的牛顿平衡模型，发现这些模型在Roche极限处终止。在这一点上，二进制将经历稳定的质量转移（SMT）和长期的时间尺度上的发展，或不稳定的质量转移（UMT），这将导致在WD的潮汐中断。给定的双星将遵循的路径主要取决于它的质量比。我们分析了已知的WDNS双星的命运，并使用人口合成的结果来估计将进行SMT或UMT的LISA解决银河双星的数量。我们通过求解一组简单的常微分方程来模拟准平稳SMT历元，并计算相应的重力波形。最后，我们讨论了一般条款的可能的命运，二进制进行UMT和建设近似牛顿平衡配置合并WDNS残留物。我们使用这些配置来评估我们未来的合理结果，这些系统的完全相对论模拟。如果有足够的WD碎片落在NS上，残骸可能会坍缩，因此来自螺旋、合并和坍缩阶段的引力波将从LISA扫过LIGO频段。如果碎片在NS周围形成一个圆盘，它可能会分裂并形成行星。
2009-10-29 astro-ph.HE astro-ph.SR 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
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
Ultimate Black Hole Recoil: What the maximum high energy collisions kick is?
本文通过1381次黑洞高能碰撞全数值模拟，研究等质量反向自旋双黑洞并合后的最大反冲速度，外推至极端自旋情形得到约28562 km/s，约为光速的10%。
2024-01-13 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Resonant recoil in extreme mass ratio binary black hole mergers
双黑洞系统的涡卷和合并通常会导致辐射的不对称分布，从而导致残余黑洞的反冲方向与辐射的净线动量相反。反冲速度通常是最大的可比质量的黑洞和特定的自旋配置，并在极端的质量比极限接近零。一般认为，对于极端的质量比eta<<1，反冲速度的标度为V { \propto } eta ^2，其中比例系数取决于较大黑洞的自旋和系统的几何形状（例如轨道倾角）。在这里，我们表明，对于低但非零倾角的椭圆轨道和非常快速旋转的大孔（自旋参数a*>0.9678）的螺旋二进制可以通过共振的轨道平均辐射反作用力是非零的。这些共振交叉导致对反冲的新贡献V { \propto } eta^{3/2}。对于这些配置和足够极端的质量比，这种共振反冲占主导地位。虽然共振反冲在天体物理学上的重要性似乎值得怀疑，但它的存在表明，在将数值反冲结果外推到极端质量比和接近最大自旋时要谨慎。
2011-06-08 astro-ph.HE 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
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
Modelling the formation of the first two neutron star-black hole mergers, GW200105 and GW200115: metallicity, chirp masses and merger remnant spins
这两颗中子星-黑洞合并（GW 200105和GW 200115）是由先进的LIGO和Virgo在引力波中观测到的，标志着自然界中首次发现此类双星。我们利用粒子数合成网格模型，通过孤立双星演化研究了这两个中子星-黑洞系统。利用双星的质量和自旋观测（啁啾质量、有效自旋和剩余自旋），我们探讨了它们在不同金属丰度环境中不同的可能形成通道。我们的模型仅在假设黑洞不旋转时支持LIGO数据。我们的研究结果表明，强烈的偏好，GW 200105和GW 200115形成的恒星与亚太阳金属丰度$Z\lesssim 0.005$。只有两个富金属（$Z=0.02$）模型与GW 200115一致。我们还发现，啁啾质量和剩余自旋共同帮助约束模型，而有效的自旋参数不添加任何进一步的信息。我们还提出了可观察到的（即后选择效应）的中位数值的自旋和质量分布从我们的所有模型，这可能会被用作参考，为未来的合并。此外，我们发现剩余自旋参数分布在不同的中子星-黑洞子群体中表现出不同的特征。我们发现，非旋转的，第一个出生的黑洞占主导地位的合并显着的中子星-黑洞人口，确保电磁同行这样的合并是罕见的事情。
2022-05-05 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Adding equatorial-asymmetric effects for spin-precessing binaries into the SEOBNRv5PHM waveform model
Max Planck Institute for Gravitational Physics (Albert Einstein Institute)（马克斯·普朗克引力物理研究所（阿尔伯特·爱因斯坦研究所））；Department of Physics, University of Maryland（马里兰大学物理系）
本文提出改进的SEOBNRv5PHM_w/asym模型，通过引入自转进动双星的赤道不对称效应，提升了对引力波信号的预测精度和参数估计效果。
2026-03-11 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 from binary black hole mergers in scalar field clouds
在真空中，两个黑洞合并后的最后一个黑洞的引力反冲完全取决于合并中的黑洞的质量比和自旋，以及双星的偏心率。如果存在物质，合并黑洞的吸积可能会显著改变它们的质量和自旋，改变双星的动力学和残余黑洞的引力反冲。本文考虑这种情况。我们研究了将双星浸没在标量场云中对最终黑洞反冲的影响。我们考虑两种类型的配置：一个与非旋转和不等质量的黑洞，第二个与相同的质量和旋转的孔。对于这两种类型，我们调查如何的引力反冲的最终黑洞的变化，因为我们改变的标量场的能量密度。我们发现，合并黑洞对标量场的吸积可能产生深远的影响。对于非旋转的不等质量双星黑洞，反冲一般比真空中的大，质量比为2：1的双星的速度约为1，200 km/s，比真空中的大一个数量级。对于等质量的双星系统，当黑洞自旋与轨道角动量一致时，反冲比真空中的大，对于自旋处于超反冲结构的系统，标量场触发了与真空情况下类似的反冲与入射角的依赖关系，但这种情况下取决于标量场的强度.
2022-09-23 gr-qc
Coalescence Forensics: Weighing the Hosts of Hierarchical Binary Black Hole Mergers
Inter-University Centre for Astronomy and Astrophysics（大学间天文学与天体物理中心）
本文提出一种基于引力波检测的框架，用于推断分层双黑洞并合事件宿主的质量，结果表明宿主可能是重球状星团或核星团。
2026-02-05 astro-ph.HE gr-qc
