Enhanced off-center stellar tidal disruptions by supermassive black holes in merging galaxies
偏心恒星潮汐破裂耀斑被认为是探测各向异性引力波辐射导致的超大质量黑洞反冲出星系中心的有力工具。然而，离中心的潮汐耀斑也可以由合并星系中的SMBH产生。在本文中，我们计算了两个合并星系中的双SMBH在SMBH成为自引力束缚之前的潮汐耀斑率。我们采用了一个分析模型来计算两个SMBHs的潮汐损失锥喂养率，考虑到两体松弛的恒星，潮汐扰动的同伴星系，和混乱的恒星轨道在三轴引力势。结果表明，对于质量为10 ^7 M_ \sun的典型SMBH，亏损锥的馈送率在合并后可提高到10^{-2} yr^{-1}，比孤立星系中单个SMBH的馈送率高出两个数量级，比反冲SMBH的馈送率高出四个数量级.这种增强主要是由于伴星系的潮汐扰动。我们认为，偏离中心的潮汐耀斑被淹没的合并星系，使识别反冲SMBHs的挑战。基于计算的速率，我们估计的相对贡献的潮汐耀斑事件的单，二进制，和双SMBH系统在宇宙时间。我们的计算表明，合并星系中的非束缚SMBH的偏心潮汐破裂耀斑贡献的一小部分可比的孤立星系中的单个SMBH。我们的结论是，偏离中心的潮汐中断的合并历史的星系和SMBHs的强大的示踪剂。
2013-03-23 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Disks Around Merging Binary Black Holes: From GW150914 to Supermassive Black Holes
我们在完全广义相对论下对质量比为36：29的非自旋黑洞双星进行了磁流体动力学模拟。我们调查不同的磁盘模型，不同的规模高度，总尺寸和磁场量化的鲁棒性，以前的模拟初始磁盘模型。将我们的模拟缩放到LIGO GW 150914，我们发现这样的系统可以解释可能的引力波和电磁对应物，例如在GW 150915结束后0.4秒报告的费米GBM硬X射线信号。将我们的模拟缩放到超大质量二元黑洞，我们发现，可观察到的流动特性，如吸积率周期性，整个螺旋，合并和合并后，磁盘温度，热频率的出现，以及合并和喷气流出之间的时间延迟，我们在早期的研究报告显示只有适度的依赖于我们在这里考虑的初始磁盘模型。
2018-02-24 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Final stage of merging binaries of supermassive black holes: observational signatures
人们对双超大质量黑洞（SMBH）的兴趣越来越大，但在观测中，分离小于~1光日（10^8 Msun的引力半径为~10^2）的合并双星在引力波的控制下迅速演化，是难以捉摸的。在本文中，我们讨论了三个区域的组成SMBH周围的迷你盘的命运：1）低速率（对流主导吸积流（ADAF）），2）中等速率，3）超爱丁顿吸积率。具有中间速率的微型盘通过热电晕的热传导进行蒸发，形成混合径向结构。当双星轨道周期小于蒸发小圆盘的声传播时间尺度时，由于圆盘将被高度扭曲而被破坏，因此出现了一种新的不稳定性，称为声不稳定性。我们证明了小圆盘的声不稳定性与A_{crit} ~10^2 Rg的临界分离，并且腔中充满了热气体。对于这些二进制，组件SMBH的吸积与邦迪模式的ADAF制度，显示周期性的变化所造成的多普勒增强效应的无线电从ADAF由于轨道运动。与此同时，环双星盘（CBD）仍然没有足够的热（紫外赤字）来产生光子来吸收气体以获得宽发射线。当CBD吸积速率极高时，Mg Ⅱ线出现，而当CBD吸积速率极高时，Mg Ⅱ线出现，而当CBD吸积速率极高时，Mg Ⅱ线出现，而当CBD吸积速率极高时，Mg Ⅱ线出现，CIV线出现。此外，如果CBD与二元平面不对准，则预期具有约十倍射电周期的光学周期变化。
2022-11-08 astro-ph.GA astro-ph.HE
The appearance of a merging binary black hole very close to a spinning supermassive black hole
双黑洞的质量和距离是引力波天文学测量的基本参数。众所周知，测量结果会受到宇宙学红移的影响，最近的工作也表明，如果BBH靠近超大质量黑洞（SMBH）并合，多普勒和引力红移会进一步影响测量结果。在这里，我们考虑的额外的透镜效应引起的附近SMBH的测量。我们计算了克尔SMBH的$10$引力半径内的零测地线，以确定由BBH发射的GW的红移和放大率。我们发现红移和缩小率之间存在正相关，这导致探测器框架中BBH的质量和距离之间存在正相关。更重要的是，我们发现信号出现红移和缩小到远处观察者的概率更高，而不是蓝移和放大。基于这些结果，我们证明了宇宙学红移为$z_{\rm cos}=(10^{-2}-10^{-1})$，由$(10-20)M_\odot$的BH组成的双星可以伪装成红移为$z_{\rm cos}\sim1$，含有$(44-110)M_\odot$大小的BH的BBH。在极度缩小的情况下，我们也发现同样的黑洞可能出现在$z_{\rm cos}>10$上，并且包含亚太阳质量的黑洞。如果不考虑这种效应，可能会使我们对通过GWs检测到的BH的起源的理解产生偏差。
2023-02-08 astro-ph.HE gr-qc
X-ray view of a merging supermassive black hole binary candidate SDSSJ1430+2303: Results from the first ~200 days of observations
最近，我们在附近的塞弗特星系SDSS J1430+2303中发现了一个前所未有的超大质量黑洞双星（SMBHB）候选者，预计将在三年内合并。X射线光谱学可能会为最后的吸气阶段带来独特的运动学证据，当双星过于接近，以至于它们中的每一个都无法保持单独的宽线区域时。我们试图从全面的X射线观点确认独特的SMBHB合并事件并理解相关的高能过程。我们用XMM-Newton、NuSTAR、Chandra和Swift观测了SDSS J1430+2303，时间跨度为发现后的前200天。X射线变异性，高达7倍，已被检测到的时间尺度上的几天。从0.2-70 keV的宽带光谱可以很好地拟合由一个温暖的吸收体覆盖的幂律和相对论反射的模型。暖吸收体的性质发生了巨大的变化，例如，在两次相隔仅19天的XMM-牛顿观测之间，视线速度从~0.2c降低到~0.02c，这在SMBHB的背景下可以自然地理解;虽然，cloudful风情景不能完全排除。广泛的Fe Kalpha发射已被稳健地检测到，虽然它的速度变化或轮廓的变化还无法测量。更长时间的X射线观测是非常值得鼓励的，以探测双星的预期轨道运动。
2022-09-01 astro-ph.GA astro-ph.HE
Formation of Merging Stellar-Mass Black Hole Binaries by Gravitational Wave Emission in Active Galactic Nucleus Disks
该研究解析分析了活动星系核盘中恒星质量黑洞经引力波辐射形成并合双星的过程，发现多数双星在LVK频段内呈高度偏心并可被探测，且偏心率受速度、距离和频段影响。
2024-03-14 astro-ph.HE gr-qc
Probing the Delay Time of Supermassive Black Hole Binary Mergers With Gravitational Waves
本研究提出结合未来引力波测量与星系巡天模拟数据，利用分层贝叶斯推断和模型选择方法，推断超大质量黑洞双星合并的延迟时间分布并检验演化模型。
2023-06-28 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
NGC 6240 Supermassive Black Hole Binary dynamical evolution based on Chandra data
我们的主要工作是根据Chandra空间天文台的X射线观测资料估算NGC 6240中心的双超大质量黑洞（SMBH）系统的物理合并时间。北方和南方的核的光谱拟合光谱模型从夏尔巴和都提出了铁K $α$发射线的窄组件。它使我们能够将光谱模型应用于这些线，并找到相对偏移量$\approx0.02$ keV。对NGC 6240中心区半径为1kpc的封闭动力学质量进行了$\approx 2.04\times 10^{11} \rm\; M_{\odot}$估计。这些数据使我们能够进行高分辨率的直接N体模拟与牛顿和后牛顿（$2.5\mathcal{PN}$校正）动力学为这个特定的双SMBH系统。因此，从我们的数值模型，我们近似的中央SMBH二进制合并时间为不同的二进制偏心率。在我们的数值参数范围内，即使对于非常小的偏心率，合并时间的上限仍然低于$\approx70$百万年。在最后的合并阶段，可以使用脉冲星定时阵列（PTA）项目检测到来自此类事件的引力波形和幅频图像。
2022-10-09 astro-ph.GA astro-ph.HE
Testing the accuracy of reflection-based supermassive black hole spin measurements in AGN
X射线反射是一种非常有效的测量活动星系核中超大质量黑洞自旋的方法，但这种方法并没有被普遍接受。事实上，沿着视线对本征光谱进行复杂的再处理（吸收、散射）可以模拟自旋测量所基于的相对论效应。在这项工作中，我们测试SMBH自旋测量的可靠性，目前可以通过模拟高质量的XMM-牛顿和NuSTAR光谱。我们小组的每个成员都模拟了十个光谱，其中包含了AGN中常见的多个成分，例如温暖和（部分覆盖）中性吸收体，相对论和远距离反射以及热发射。另外两名成员对所得光谱进行了盲法分析。在60次拟合中，与输入模型相比，42次拟合在物理上是准确的。31例成功取回SMBH旋转，其中一些（9例）甚至在形式上不准确的配合中发现（尽管约束较松）。我们表明，在我们的模拟中假设的高信噪比下，多层部分覆盖吸收体的复杂性和自旋的输入值都不是我们结果的主要驱动因素。相反，X射线源的高度（在灯柱几何中）在恢复自旋中起着至关重要的作用。特别是，成功率为16 16之间的准确拟合无量纲自旋参数大于0.8和灯柱高度低于5个引力半径。
2018-02-27 astro-ph.HE
Binary Mergers near a Supermassive Black Hole: Relativistic Effects in Triples
研究了在等级三元系统中自旋超大质量黑洞对并合黑洞双星的轨道和自旋演化的广义相对论效应。一个足够倾斜的外轨道可以激发BHB的Lidov-Kozai偏心率振荡，并导致其合并。这些GR效应在BHB轨道和自旋上产生额外的进动，显着增加了合并的倾斜窗口，并在BHB进入LIGO波段时产生广泛的自旋取向。这种“GR增强”通道可能在BHB合并中发挥重要作用。
2019-09-06 astro-ph.HE gr-qc
Interaction of eccentric supermassive binary black hole with intermediate mass ratio and circumbinary accretion disk
本研究通过FARGO3D模拟，定量分析了中等质量比偏心超大质量双黑洞与环双星吸积盘的引力相互作用，发现吸积率受次级黑洞影响并呈现周期性，可作为引力波电磁对应体。
2023-12-24 astro-ph.HE
Decoupling of a supermassive black hole binary from its magnetically arrested circumbinary accretion disk
该研究首次模拟了磁捕获环双星吸积盘中超大质量黑洞双星的解耦过程，揭示了三阶段演化及磁通量爆发，对多信使瞬变有重要意义。
2024-10-30 astro-ph.GA astro-ph.HE 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
The late inspiral of supermassive black hole binaries with circumbinary gas discs in the LISA band
本文采用二维动网格粘性流体动力学方法模拟了合并超大质量黑洞双星周围的吸积盘。模拟是伪牛顿的，与BH建模为点质量与Paczynski-Wiita潜力，并包括粘性加热，冲击加热，和辐射冷却。我们跟踪了一个等质量双星的引力螺旋，其组成质量为M_bh=10^6 M_sun，从初始分离60 r_g（其中r_g=GM_bh/c^2是引力半径）到合并。我们发现，一个中心，低密度的空腔周围的二进制形式，在以前的工作中，但BH捕获气体从circumbinary光盘和吸积有效地通过自己的minidisks，以及后，他们的inspiral超过粘性的发展光盘。该系统保持明亮，在整个螺旋过程中显示出强烈的周期性，其频率是双星轨道频率的两倍，一直到合并。在软X射线波段，热辐射主要由环双星盘的内边缘控制，在螺旋早期具有明显的周期性。相比之下，较硬的X射线发射主要是由迷你盘，光变曲线最初更嘈杂，但在螺旋后期发展出明显的周期性。这种变化模式应该有助于识别天基引力波探测器LISA探测到的SMBHB的EM对应物。
2018-01-07 astro-ph.HE
Probing the Spins of Supermassive Black Holes with Gravitational Waves from Surrounding Compact Binaries
合并的致密黑洞（BH）双星可能存在于超大质量黑洞（SMBH）周围的核星团中，如Sgr A $^\ast$。它们也可能形成于活动星系核的吸积盘中。这种紧凑的双星可以发射低频带（0.001-1 Hz）的引力波（GW），可以被几个计划中的星载GW天文台探测到。我们表明，紧凑的二进制的轨道轴可能会经历显着的变化，由于与SMBH的自旋的帧拖动效应。轨道轴的动力学行为可以被理解为一种共振现象。我们表明，二进制轨道轴的变化率编码的SMBH的自旋信息。因此，从SMBH周围的致密双星中探测GW，特别是与双星轨道轴变化相关的波形调制，可以为SMBH的自旋提供新的探测。
2022-01-24 astro-ph.HE gr-qc
The Bardeen-Petterson effect, disk breaking, and the spin orientations of supermassive black-hole binaries
超大质量黑洞双星的合并是由动力学摩擦、单个恒星的损失锥散射、盘迁移和引力波发射驱动的。预计有两种主要的形成情况。在缺乏气体的星系环境中形成的双星不会经历盘迁移，并且可能进入具有大致各向同性自旋方向的引力波主导阶段。相比之下，在富含气体的星系环境中演化的双星可能会经历显著的盘吸积阶段，其中Bardeen-Petterson效应使黑洞的自旋与盘的轨道角动量对齐。然而，如果吸积盘破坏了对齐，则预期对齐将被强烈抑制--这是最近显示在参数空间的大部分中发生的现象。本文首次建立了一个考虑盘破裂影响的超大质量黑洞双星气体驱动迁移和自旋排列的半解析模型。我们的模型预测不同的二进制亚群的发生取决于自旋对齐的效率。这意味着未来对合并黑洞的引力波观测可能被用于（i）区分富气和贫气宿主，以及（ii）限制扭曲的吸积盘的动力学。
2023-02-02 astro-ph.HE gr-qc
Quiescent and active galactic nuclei as factories of merging compact objects in the era of gravitational-wave astronomy
银河系核心拥有一个中央超大质量黑洞（SMBH），可能被一个致密的核团（NC）包围，代表了极端的环境，其中包含许多物理过程的复杂相互作用，这些物理过程独特地影响恒星的形成，演化和动力学。黑洞（BH）和中子星（NS）合并发出的引力波（GW）的发现，汇集了大量的工作，集中在理解紧凑物体双星（COB）如何配对和合并在一起。在这里，我们回顾从理论的角度来看，不同的机制如何同意的形成，演化和合并的COB周围的静止SMBH和活动星系核（AGN），总结当前和未来（GW）的检测的主要预测，并概述了可能的功能，可以清楚地标记一个星系核的起源。
2023-02-27 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Electromagnetic Signatures from Supermassive Binary Black Holes Approaching Merger
我们提出完全相对论性的预测电磁辐射产生的吸积盘周围的旋转和非旋转的超大质量的二进制黑洞合并的边缘。我们使用代码Bothros后处理数据从三维广义相对论磁流体动力学模拟通过射线追踪计算。这些模拟对环联星盘和迷你盘的动力学进行了建模，这些迷你盘围绕两个质量相等的黑洞以20个引力半径的初始间距绕着彼此运行，并使系统在螺旋区域中演化超过10个轨道。我们模型的排放量的总和的热黑体辐射的光学厚吸积盘和幂律谱延伸到硬X射线发射的热光学薄日冕。我们产生的随时间变化的光谱，图像和光变曲线在不同的频率调查固有的周期性信号的排放，以及黑洞自旋的影响。我们发现，由于较小的最内层稳定圆轨道角动量需要更多的耗散之前，物质暴跌到地平线上的黑洞自旋使迷你磁盘更明亮。然而，与具有旋转黑洞的较大分离双星中的迷你盘相比，我们的迷你盘不那么明亮：与那些系统不同，它们的质量吸积率低于环双星盘，并且它们的辐射效率较低，因为它们的流入时间较短。与质量和吸积率匹配的单个黑洞系统相比，这些双星在紫外线下的光谱明显较弱且较软。最后，我们讨论了这些系统的潜在的可观测性，我们的研究结果的影响。
2022-04-15 astro-ph.HE
The Use of Binary Black Holes Merging in AGN Disks for Hubble Constant Measurements
本研究以AGN J124942.3+344929中的双黑洞并合候选体为多信使案例，验证了AGN盘中距超大质量黑洞一定距离的并合事件环境效应可忽略，测得哈勃常数并结合GW170817先验优化约束，证明AGN环境可作为引力波宇宙学研究的可行实验室。
2025-05-16 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
A Second Decoupling Between Merging Binary Black Holes and the Inner Disc--Impact on the Electromagnetic Counterpart
两个超大质量黑洞（SMBH）的合并会产生强大的引力波（GW）辐射，如果附近存在气体，还会产生电磁（EM）辐射。在标准的图像中，当双星从环双星盘中“挤压”出来并开始在次级轨道内“挤压”盘时，会产生EM爆发，导致其快速吸积到主黑洞上。在这里，我们使用分析论证和数值模拟来表明，SMBH约$20~R_S$内的圆盘在合并中幸存下来，而不会被耗尽。其原因是“第二次解耦”：由于潮汐加热和低效冷却，内部圆盘变厚，有效地与双星的相互作用解耦。我们表明，这第二次去耦淬火盘${\cal O}(10^2)$天聚结前的热源。这将使峰值UV/X射线光度明显弱于以前的想法。合并后，残留的圆盘冷却并膨胀，与外圆盘合并，而不是完全吸积。这导致连续的EM发射，阻碍了早期研究中提出的截止和重新变亮的检测。
2016-10-28 astro-ph.HE gr-qc
Anisotropic Star Clusters around Recoiling Supermassive Black Holes
该研究探究反冲超大质量黑洞周围核星团的动力学特性，分析不同反冲角度和初始恒星构型下的结构特征，给出对应可观测图谱，为观测搜寻反冲黑洞提供关键依据。
2023-05-03 astro-ph.GA astro-ph.HE
High-energy signatures of binary systems of supermassive black holes
上下文由超大质量黑洞组成的双星系统在合并之前被认为是长引力波的强源。这些系统是用即将到来的空间探测器进行观测的良好候选系统。然而，迄今为止，只有少数这些系统得到了确定。目的。我们的目的是提供一个标准的基础上的高能量发射的相对论性喷流发射的两个黑洞中最大的质量的特点，一些超大质量黑洞双星的识别。方法.我们研究了超大质量黑洞双星，其中质量较小的黑洞在环双星盘上刻了一个环形间隙，但仍然有一个稳定的质量流穿过它的轨道。在某些区域，这样的扰动盘比标准的薄盘更热，更亮。假设喷流中含有相对论性电子，我们计算了其宽带谱能量分布，重点是盘光子的逆康普顿上散射。我们还计算了不透明度的伽玛射线在射流中产生的光子湮灭与磁盘辐射，并考虑到从射流中看到的目标光子场的各向异性的影响。结果我们发现，过量的低能量光子辐射的扰动盘导致的增量在外部康普顿发射的射流在X射线波段，和深吸收功能的能量为几十TeV的一些参数。根据我们的研究结果，切伦科夫望远镜的观测可能有助于识别超大质量黑洞双星，特别是那些拥有太阳质量从数千万到数亿的原色的黑洞双星。
2016-02-25 astro-ph.HE gr-qc
Finding Supermassive Black Hole Binary Mergers in Pulsar Timing Array Data
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））；Leibniz Universität Hannover（汉诺威莱布尼茨大学）
本文提出利用完整波形模型在脉冲星定时数组数据中搜索超大质量黑洞二元体合并，通过模拟数据验证了参数估计方法，并指出记忆效应的简化模型会导致偏误。
2026-04-16 astro-ph.HE gr-qc
Merging Black Holes in Dwarf Galaxies: Calculating Binary Black Hole Coalescence Timescales from Simulations for LISA Detection
超大质量黑洞（SMBH）在矮星系中的合并将在21世纪30年代中期被激光干涉仪空间天线（LISA）探测到。以前的宇宙学流体动力学模拟已经显示了大质量黑洞在矮星系中合并的预测，但这些模拟受到其分辨率的限制，并且不能一直跟踪黑洞对合并。根据黑洞与宿主星系的性质计算了黑洞配对与合并之间的延迟时间，并利用这些延迟时间计算了8个宇宙学模拟中11个不同的矮星系内部合并的双黑洞的引力波应变。延迟时间的计算考虑了由于气体和恒星的动力学摩擦，损失锥散射，以及由于引力辐射导致的双星硬化。在模拟中的11个黑洞合并中，有5个黑洞对将在0.8 - 8 Gyr内合并形成一个紧密的对，可以被LISA观察到，其余6个由于模拟的分辨率限制而无法解决。由于所有五个解决密切对合并在哈勃时间内，我们作出广泛的估计，密切SMBH对矮星系将合并和可检测的LISA，但这一估计取决于在轨道衰变过程中存在的气体或解决方案的动力学浮力问题的核心潜力。
2023-02-16 astro-ph.GA astro-ph.HE
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
Evolution of Stellar Orbits Around Merging Massive Black-Hole Binary
考虑黑洞自旋引起的广义相对论效应，研究了大质量或超大质量黑洞（BH）并合双星周围恒星的长期轨道演化。当BH自旋与双星轨道角动量相比很重要且不重合时，环双星的轨道轴（$\hat{\mathbf{l}}$）在引力辐射驱动的双星轨道衰变过程中会经历显著的演化。考虑到BH的自旋效应，我们发现从近共面的轨道取向开始，无论BH双星的初始自旋取向如何，环联星的轨道轴$\hat{\mathbf{l}}$都优先向BH双星合并后的自旋方向演化.这种对准现象，即，在$\hat{\mathbf{l}}$和反射BH $\hat{\mathbf{S}}$的自旋轴之间的小的最终失准角，可以使用绝热不变性原理来分析地理解。对于具有极端质量比（$m_2/m_1\lesssim0.01$）的BH双星，由于绝热不变性的破坏，$\hat{\mathbf{l}}$可能经历更复杂的演化，但是当初始双星的自旋轨道角相对较小时，排列的趋势仍然相当好。我们的结果表明，恒星轨道的取向和中心BH的自旋轴之间的相关性可以提供一个潜在的签名的合并历史的大质量BH。
2022-04-28 astro-ph.HE gr-qc
Detectability of modulated X-rays from LISA's supermassive black hole mergers
LISA的中心目标之一是探测来自超大质量黑洞合并的引力波。与恒星质量的黑洞合并相反，由于环双星盘的物质吸积到黑洞上，这种事件预计将是丰富的X射线源。合并前的轨道动力学也被认为会通过多普勒增强以准周期的方式调制所产生的X射线发射，并且与来自黑洞螺旋的引力波有简单的相位关系。探测到X射线源将使双星的精确和早期定位成为可能，从而使许多望远镜能够观察到合并的时刻。虽然由于存在许多混淆点源，在相对大的LISA天空定位中识别正确的X射线源将是具有挑战性的，但是准周期调制可以帮助识别。我们探讨了这种想法的实际可行性。我们模拟人口合并超大质量黑洞，他们的检测与LISA和他们的X射线光变曲线使用一个简单的模型。以NASA瞬变天体物理探测器上的X射线望远镜的参数为基础，设计并模拟了一个在LISA仍在观测黑洞内旋时寻找调制X射线源的观测活动。假设一个基准的LISA检测率$10$合并每年在红移接近$3.5$，我们预计一些调制X射线对应物的检测在名义上持续时间的LISA任务。
2019-12-06 astro-ph.HE gr-qc
A close-pair binary in a distant triple supermassive black-hole system
星系团被认为是通过合并而进化的，这应该会导致一些星系团中出现多个超大质量黑洞。已知的三重黑洞系统有四个，其中最近的一对相距2.4千秒差距（第三个分量距离更远，为3千秒差距），距离质量为$\sim$ 10 $^9$ M $_\odot$（约100秒差距）的黑洞的引力影响范围很远。之前对紧凑型黑洞系统的搜索得出的结论是，它们很罕见，最紧密的二元系统的间距为7秒差距。在这里，我们报告的观测三重黑洞系统在红移z=0.39，与最近的一对相隔$\sim$ 140秒差距。紧对的存在被印刻在大尺度射电喷流的属性上，作为旋转对称的螺旋调制，这提供了一种有用的方法来搜索其他紧对，而不需要极高的分辨率观测。由于我们在仅搜索了六个星系后就发现了这个紧对，我们得出结论，紧对比迄今为止认为的更常见，这是低频引力波实验的一个重要观测约束。
2014-06-24 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Probing the formation of the seeds of supermassive black holes with gravitational waves
在10万到10万太阳质量之间的中间质量范围内存在黑洞，填补了恒星和超大质量黑洞之间的空白，这是解释红移高达7的发光类星体起源的一个关键预测。要在不到10亿年的时间里形成10亿个太阳大小的巨型黑洞是绝对困难的。这导致了种子黑洞的概念。它们是在宇宙黎明时形成的高红移中等质量黑洞。种子是一个短暂的群体，后来通过吸积和合并的事件变得庞大。在这一章中，我们将探索发现种子黑洞的可能性，并通过探测它们在合并时（即它们配对形成近距离双星时）发出的引力波信号来跟踪它们在整个宇宙时期的生长。我们表明，欧空局的LISA任务的低频引力波的检测将是至关重要的，在授予这一见解。引力波在宇宙中畅通无阻地传播，并携带着关于合并中的黑洞的质量和自旋的精确信息。为此，我们介绍了双星引力波发射的关键概念，简要描述了它们在晕合并和星系碰撞过程中的形成途径。
2018-07-17 astro-ph.GA astro-ph.HE
Compact object mergers: Observations of supermassive binary black holes and stellar tidal disruption events
超大质量黑洞（SMBH）对恒星的捕获和破坏，以及双星的形成和合并，是SMBH存在于星系核心的必然结果。成对的活动星系核（AGN）和双星SMBH是星系合并演化的重要阶段，目前正在对这些系统进行深入的研究。在星系合并的早期和高级阶段，对一个或两个黑洞吸积触发的观测告诉我们反馈过程和黑洞的生长。在秒差距和分秒差距尺度的紧凑型二进制SMBHs识别为我们提供了重要的制约因素的相互作用过程中，管理收缩的二进制超越“最终秒差距”。合并中的双星SMBH是宇宙中最强大的引力波源之一。恒星潮汐破裂事件（TDEs）表现为明亮的，短暂的，吸积耀斑时，恒星物质的一部分是由SMBH吸积。到目前为止，多波长观测已经确定了大约30个事件，在未来的地基或天基瞬态调查中，将检测到数千个事件。TDE的研究为我们提供了各种新的天体物理学工具和应用，与基础物理或天体物理学有关。在这里，我们提供了一个审查的SMBH对和双星，和TDE的观测现状，并讨论天体物理学的影响。
2015-12-17 astro-ph.GA astro-ph.HE
Slowly decaying ringdown of a rapidly spinning black hole II: Inferring the masses and spins of supermassive black holes with LISA
本研究预估LISA探测极端质量比并合时，快速自旋超大质量黑洞的质量与自旋测量误差，表明高角向模式激发可提高精度，近极端情形下误差分别约1%和0.1%。
2024-03-19 astro-ph.HE gr-qc
The merger of spinning, accreting supermassive black hole binaries
Rochester Institute of Technology（罗切斯特理工学院）；Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）；NASA Goddard Space Flight Center（美国宇航局戈达德太空飞行中心）
研究通过数值模拟揭示了自旋并合吸积超大质量黑洞双星在并合过程中的多信使辐射特性，发现热光子与喷流辐射在时间上的关联性及并合后光变曲线特征。
2025-12-03 astro-ph.HE gr-qc physics.comp-ph
Swift coalescence of supermassive black holes in cosmological mergers of massive galaxies
超大质量黑洞（SMBH）在具有相当大质量的星系中无处不在。据推测，一对最初位于两个合并星系核中的SMBH将形成一个双星，并最终通过引力波的爆发而合并。到目前为止，理论模型和模拟已经无法直接预测的SMBH合并的时间尺度从头计算星系形成理论，只集中在有限的阶段的SMBH的轨道衰减的理想条件下的星系主机。预测的SMBH合并时间尺度很长，是Gyrs级的，这可能对未来的引力波搜索造成问题。在这里，我们提出了第一个多尺度的$Λ$ CDM宇宙学模拟，遵循轨道衰变的一对SMBH在合并的两个典型的大质量星系在$z\sim3$，所有的方式，以最终的合并驱动的引力波发射。质量为$\sim10^{8}$ M $_{\odot}$的两个SMBH迅速地沉降在合并残余物的核中。由于合并的耗散性质和高红移星系的内在致密性，残余物是三轴的，并且非常致密。这样的性质自然允许SMBH二进制的非常有效的硬化。SMBH合并发生在银河系核心合并后的$\sim10$百万年内，比哈勃时间小两个数量级。
2016-08-05 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Parameter Distributions of Binary Black Hole Mergers Near Supermassive Black Holes as Seen by Advanced Gravitational Wave Detectors
星系核中的超大质量黑洞周围环境可能存在恒星质量的双黑洞。这些双星被认为与SMBH形成了一个等级三元系统，并且SMBH的引力扰动可以通过Lidov-Kozai（LK）振荡增强BBH的合并。以前的研究确定了预期的二元参数分布，这种合并渠道在单一的GN。在这里，我们考虑了SMBH周围BBH的不同空间分布和质量分布模型，并进行了直接的高精度正则化N体模拟，包括后牛顿（PN）项高达PN2.5阶，在单个GN中合并BBH种群。我们使用一个完整的吸气合并振铃波形模型的BBH与非零偏心率，并考虑到观测的选择效应，以确定一个单一的先进的引力波（GW）探测器检测到的LK引起的BBH的参数分布在宇宙中的所有GN。我们发现被探测到的合并双星的总质量分布向低质量方向倾斜，质量比分布大致均匀。红移分布的峰值在~0.15-0.55之间，绝大多数的联星会在~1.1的范围内合并。进入LIGO/Virgo/KAGRA波段的剩余偏心率>0.1的双星比例低于~ 10%。我们确定了剩余偏心率和质量参数之间的负相关性和剩余偏心率和源距离之间的负相关性。我们的参数分布和二元参数之间的相关性的结果可能会解开这个合并通道从其他BBH合并通道统计。
2022-12-06 astro-ph.HE gr-qc
Accretion-modified Stars in Accretion Disks of Active Galactic Nuclei: Gravitational Wave Bursts and Electromagnetic Counterparts from Merging Stellar Black Hole Binaries
最近LIGO/Virgo对双星黑洞（BBH）合并产生的引力波（GW）的探测，特别是对可能与类星体有关的GW 190521的探测，重新激发了人们对活动星系核（AGN）作为合并BBH工厂的兴趣。在超大质量黑洞（SMBH）吸积盘的稠密气体环境中，由大质量恒星演化而来的致密天体被大质量包层包裹而形成吸积改性星（AMS）。我们发现，大多数AMS形成双星由于相互之间的引力相互作用，在径向迁移的SMBH磁盘，形成BBHS内的AMS。当BBH诞生时，它的轨道最初由SMBH的潮汐力矩控制。Bondi吸积以超爱丁顿速率自然发展，然后控制其轨道的演化。我们发现，邦迪吸积导致有效地删除的轨道角动量的二元，其最终合并产生GW爆发。与此同时，Blandford-Znajek机制泵出合并BH的自旋能量以产生电磁对应物（EMC）。此外，超爱丁顿吸积到BBH发展强大的外流，并触发邦迪爆炸，这表现为一个EMC的GW爆发，这取决于吸积流的粘度。Bondi球的热辐射是电磁兼容的一种。BBH以LIGO可访问的频率$\sim 10^{2}\,$ Hz辐射GW。
2021-06-21 astro-ph.GA astro-ph.HE
Multiple supermassive black hole systems: SKA's future leading role
星系和超大质量黑洞（SMBH）被认为是通过一个层次合并和吸积的过程演化的。通过这种范式，多个SMBH系统预计在宇宙中相对常见。然而，到目前为止，对多个SMBH系统的观测约束很差，其分离度相当于SMBH引力影响范围（<< 1 kpc）。在这一章中，我们将讨论如何深连续观测与SKA将作出领先的贡献，了解多个黑洞系统如何影响星系演化。此外，这些观测将提供约束和理解的随机引力波背景检测脉冲星定时阵列灵敏度带（毫微赫兹-微赫兹）。我们还讨论了如何为指向引力波实验（无法解决VLBI）的目标可能会被发现使用大规模的无线电射流形态，这可以调制的存在下，一个近对二进制SMBH系统。高角分辨率的直接成像、低表面亮度的无线电喷流示踪器和脉冲星定时阵列的组合将使SKA能够从星系维里半径的分离跟踪黑洞双星演化到亚秒差距的水平。这种大动态范围的二进制SMBH分离将确保SKA在这一观测前沿发挥主导作用。
2015-01-06 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Observability of Dual Active Galactic Nuclei in Merging Galaxies
超大质量黑洞（SMBH）已经在大多数邻近的大质量星系的中心被探测到。今天的星系核是数十亿年星系合并的产物，但也是数十亿年的SMBH活动的产物，作为与星系合并有关的活动星系核（AGN）。在这种情况下，活动星系核对的探测应该是比较普遍的。然而，在观测上，双重活动星系核是很少的，只占所有活动星系核的百分之几。在这封信中，我们调查触发活动星系核活动的合并星系通过一套高分辨率的流体动力学模拟。我们遵循的动力学和吸积到SMBH，因为他们从几十千秒差距的分离移动到几十秒差距。我们的分辨率，冷却和恒星形成的实施产生了一个不均匀的，多相的星际介质，使我们能够准确地跟踪恒星的形成和吸积到SMBHs。我们研究的气体含量，形态和质量比的影响，使我们能够研究活动星系核的活动和动力学在广泛的相关条件。我们测试当两个活动星系核是同时可检测的，多久，在哪些分离。我们发现，强烈的双重活动星系核活动发生在合并的后期阶段，在小的分离（<1-10千秒差距）低于大多数调查的分辨率限制。大部分SMBH的吸积不是同时发生的，限制了通过成像和光谱学检测到的活动星系核的双重部分，与观测样品一致。
2012-03-01 astro-ph.CO astro-ph.HE
AGN Disks Harden the Mass Distribution of Stellar-mass Binary Black Hole Mergers
越来越多的恒星质量的双黑洞合并发现的高级LIGO和高级处女座开始限制二进制的起源和环境。然而，我们仍然缺乏足够准确的二元地层通道建模，以获得强约束，或识别子种群。活动星系核（AGN）吸积盘中的双星合并是一种可能导致不同黑洞性质的形成机制。在这里，我们表明，黑洞的轨道与活动星系核磁盘优先选择较重的黑洞。我们用蒙特卡罗模拟了活动星系核盘的轨道对准，发现活动星系核强化了初始黑洞质量函数。假设初始质量分布为幂律分布$M_{\rm bh}^{-β}$，我们发现幂律指数的变化为$Δβ\sim1.3$，导致合并黑洞的数量变得头重脚轻。这种变化与活动星系核中心的超大质量黑洞的质量和吸积速率无关。我们的模拟预测活动星系核协助的合并率为$\sim4$ Gpc $^{-3}$ yr $^{-1}$。活动星系核通道的硬化质量谱可能是探测到$10-50$ %引力波的原因。
2019-04-08 astro-ph.HE
Detecting triple systems with gravitational wave observations
激光干涉引力波天文台（LIGO）最近发现了合并黑洞双星发射的引力波。我们研究未来的GW检测是否可以识别三重同伴合并二进制文件。这样一个三重伴星会导致GW信号的变化，这是由于（1）在围绕质心的轨道上沿着视线的路径长度变化，（2）相对论性波束、多普勒和引力红移，（3）三重伴星的引力场中“光”旅行时间的变化，以及（4）轨道要素的长期变化。我们发现，在LIGO频带中花费最长时间的低质量紧凑型天体双星，探测三重伴星的前景是最高的。特别是，对于合并中子星双星，LIGO可以检测到一个信噪比为8的白矮星或M-矮星扰动，如果它是在0.4太阳半径距离的双星和系统是在100 Mpc的距离。恒星质量（超大质量）的黑洞扰动可以在5倍（1000倍）的距离上被探测到。这样的微扰在轨道上合并的二进制发射GWs在1兆赫以上的频率可检测的激光干涉仪空间天线（LISA）的巧合。
2016-04-19 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Spin alignment and differential accretion in merging black hole binaries
超大质量黑洞双星和周围吸积盘之间的相互作用既可以帮助双星螺旋上升，也可以使黑洞自旋与盘角动量对准。双星迁移是由于环双星盘内的角动量转移，而自旋对准过程是由每个黑洞上的质量吸积驱动的。因此，不同盘部件之间的质量传递将内旋和对准过程耦合在一起。预计质量会从双星清理出来的空洞中泄漏出来，并优先吸积到较轻的（次级）黑洞上，因为它的轨道更靠近圆盘边缘。较重的（主）黑洞的低吸积速率减慢了对齐过程。我们重新审视了这个问题，并建立了一个半解析模型来描述气体驱动的内旋和自旋排列之间的耦合，发现质量比q<~0.2的双星接近引力波驱动的内旋的差异失调：光的秒阻止初级对齐。在强引力区，具有未对准主色的二元黑洞是进动效应的理想候选者，并且可能遭受适度大（~1500 km/s）的反冲速度。
2015-07-01 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
A gravitational wave afterglow in binary neutron star mergers
我们详细研究了快速旋转中子星的f-模长期不稳定性，重点放在没有稳定的非旋转对应物的超大质量模型。这样的中子星被认为是两颗标准质量的中子星合并的一般结果。此外，我们考虑到强磁场和r模式的不稳定性，可以消耗大量的角动量的影响。我们发现超大质量中子星发射的引力波信号在20 Mpc的距离上可以达到Advance LIGO的灵敏度以上，大大提高了爱因斯坦望远镜的探测能力。事件发生率将与合并率处于同一量级，而对信号的分析将携带合并后中子星的状态方程和磁场强度的信息。
2015-10-02 astro-ph.HE gr-qc
Waltzing binaries: Probing line-of-sight acceleration of merging compact objects with gravitational waves
本研究探讨了利用LIGO-Virgo-KAGRA、下一代探测器及DECIGO探测致密双星并合事件视线加速度的前景，首次对GW170817和GW190425施加观测约束，并预测了未来各探测器的加速度精度。
2023-07-13 astro-ph.HE gr-qc
The Steady State of Intermediate-Mass Black Holes Near a Supermassive Black Hole
本研究通过牛顿与后牛顿模拟，探究环绕超大质量黑洞的中等质量黑洞星团的并合、抛射等演化特性，以及对应引力波信号的可探测性，为相关天体物理研究提供参考。
2024-02-26 astro-ph.GA astro-ph.HE
Direct formation of supermassive black holes in metal-enriched gas at the heart of high-redshift galaxy mergers
我们提出了新的三维多尺度SPH模拟的最大质量的星系之间的气体丰富的星系合并在$z \sim 8 - 10$，旨在仔细检查直接崩溃的大质量黑洞种子的形成方案中提出的\citet{mayer+10}。模拟实现了0.1 pc的分辨率，并包括金属度相关的光学薄冷却和在高光学深度的热平衡模型。我们考虑不同的SPH流体动力学方程，包括热扩散和金属扩散。当两个合并中的星系核心碰撞时，气体流入产生一个致密的、光学厚度的核盘，其密度超过$10^{-10}$ g cm $^3$。该盘迅速吸积较高的角动量气体从其周围达到$\sim 5$ pc和质量$\gtrsim 10^9$ $M_{\odot}$在只有几个$10^4$年。在$\gtrsim 2$ pc之外，它分裂成巨大的团块。相反，超音速湍流阻止了内部秒差距区域的碎裂，该区域保持温暖（$\sim 3000-6000$ K），并发展出强烈的非轴对称模式，导致显著的径向气体流入（$> 10^4$ $M_{\odot}$ yr $^{-1}$），形成超致密的大质量盘状核心。非轴对称模式的角动量输运应该在我们的空间分辨率极限以下继续，迅速将盘状核心转变为超大质量原恒星，通过相对论径向不稳定性直接坍缩为质量为$10^8-10^9$ $M_{\odot}$的大质量黑洞。这样一种“冷直接坍缩”自然解释了高Z类星体的早期出现。它的标志性信号将是频率范围为$10^{-…
2014-11-20 astro-ph.GA astro-ph.HE
From Seeds to Supermassive Black Holes: Capture, Growth, Migration, and Pairing in Dense Proto-Bulge Environments
本文提出一种新情景：致密原核球环境中种子黑洞通过超爱丁顿气体捕获、星团并合驱动的快速迁移和双星配对，在百万年内增长为超大质量黑洞，解释了高红移星系中快速形成与并合之谜。
2024-07-08 astro-ph.GA astro-ph.HE
Discovery of a close-separation binary quasar at the heart of a z~0.2 merging galaxy and its implications for low-frequency gravitational waves
在脉冲星定时阵列（PTA）可以探测到的纳赫兹频率上，质量为10^8- 10^9兆太阳的超大质量黑洞（SMBH）双星对尚未探测到的引力波背景（GWB）信号的贡献预计占主导地位。我们目前缺乏坚定的经验限制的幅度GWB由于缺乏确认SMBH二进制文件在所需的质量范围。利用HST/WFC 3图像，我们发现了一个z~0.2的类星体，它位于星系SDSSJ 1010 +1413中心的合并残余物中，该残余物具有两个紧密分离的（0.13“或~ 430 pc）连续核。这两个核心在空间上与两个强大的发射[OIII]的点源重合，它们具有类星体的光度（L_AGN ~ 5x10^46 erg/s，表明存在一个束缚SMBH系统，每个系统的M_BH > 4x10^8 Msun。我们对SMBH对的合并时间尺度设定了25亿年的上限，大约是z~0.2的宇宙回望时间。可能有一群类似SDSSJ 1010 +1413的类星体双星，它们对随机GWB有贡献，应该在未来几年内被探测到。如果没有检测到GWB，这可能表明SMBH只在非常长的时间尺度上合并，在许多哈勃时间内保持紧密分离的双星，即所谓的“最终秒差距问题”。
2019-07-08 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Direct formation of massive black holes via dynamical collapse in metal-enriched merging galaxies at $z \sim 10$: fully cosmological simulations
本研究通过首批全宇宙学流体动力学模拟，证实 $z \sim 8$-$10$ 大质量星系并合可触发核区超大质量盘直接坍缩形成 $10^6$-$10^8$ $M_{\odot}$ 黑洞，自然解释了高红移类星体的快速出现。
2023-04-04 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Birth, life, and death of black hole binaries around supermassive black holes: dynamical evolution of gravitational wave sources
本文探讨了超大质量黑洞周围恒星黑洞双星的形成和演化机制。我们发现，动力学相互作用可以有效地驱动“原位”BHB的形成，如果SMBH是由一个巨大的核集群（NC）包围，而轨道分离的星团可以补充SMBH为主的核中的BHB水库。我们讨论了恒星硬化和质量分离的共同作用如何塑造BHB轨道特性。我们使用直接N体模拟，包括后牛顿修正高达2.5阶的研究BHB-SMBH的相互作用，表明Kozai-Lidov机制在缩短双星寿命中起着至关重要的作用。我们发现，合并概率弱依赖于SMBH质量的$10^6-10^9{\rm ~M}_\odot$质量范围内，导致合并率$Γ\simeq 3-8$年$^{-1}$ Gpc $^{-3}$在红移为零。几乎$40\%$的合并在“BH质量间隙”，$50-140{\rm ~M}_\odot$的质量，从而表明星系核是理想的地方形成BH在这个质量范围。我们认为，引力波（GW）源的组件质量$m_1>40{\rm ~M}_\odot$和$m_2<30{\rm ~M}_\odot$将代表一个强有力的指示星系核的起源。这些合并中的大多数可能是本地宇宙中的多波段GW源：几乎$40\%$可能被LISA视为偏心源，几年后，LIGO和爱因斯坦望远镜将其视为圆形源，使DECIGO这样的分赫兹天文台成为独特的仪器，可以在双星螺旋期间进行观测。
2020-02-10 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Evidence for a milliparsec-separation Supermassive Binary Black Hole with quasar microlensing
我们报告了引力透镜类星体QJ 0158 - 4325的15年光学光变曲线的周期性振荡。在2003年至2010年期间，类星体的微弱透镜图像经历了高放大率微透镜事件，信号得到增强。我们测量$P_{o}=172.6\pm0.9$天的周期。我们探索四种情况来解释周期性的起源：1-高放大率微透镜事件是由于透镜星系中的双星，2-QJ 0158 - 4325包含一个大质量的双黑洞系统，处于合并前的最后动力学阶段，3-类星体吸积盘包含围绕黑洞的开普勒运动的明亮不均匀性，（4）吸积盘处于进动状态。在这四种情况下，只有一个超大质量的双黑洞可以解释这两个短的观测周期和信号的振幅，通过振荡的吸积盘朝向和远离高放大率区域的微透镜焦散。短的测量周期意味着轨道的半长轴是$\sim10^{-3}$ pc，合并的时间尺度是$t_{coal}\sim1000$年，假设轨道的衰变完全由引力波的发射提供动力。观测到一个如此接近合并的系统的可能性表明，要么是超大质量黑洞双星的数量比预测的要多得多，要么更有可能是其他机制显著增加了合并的时间尺度。二元黑洞假说的三个检验包括：i）在任一图像中的任何未来微透镜事件期间光度监测中的振荡的重现，ii）多普勒频移的光谱检测（最高0.01 $c$），以及iii）通过脉冲星定时阵列实验探测引力波，例如SKA，其将具有探测$\sim$ 100纳赫兹发射的灵敏度。
2022-12-07 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Amplification of superkicks in black-hole binaries through orbital eccentricity
我们提出了新的数值相对论模拟偏心合并黑洞与最初的反平行自旋躺在轨道平面（所谓的\emph{superkick}配置）。双星的偏心率使合并残余物的反冲力增加到$25\%$。能通量的增加是温和得多，因此这种反冲增强主要是由于在二元动力学的不对称性。我们的发现可能会对恒星质量黑洞在星团中的保留和星系宿主中的超大质量黑洞产生重要影响。
2020-01-23 astro-ph.HE gr-qc
Accretion onto a Supermassive Black Hole Binary Before Merger
本文首次通过相对论磁流体模拟研究超大质量双黑洞并合前的吸积动力学，揭示吸积率平台、迷你盘振荡与倾斜、磁通量倍增等特征，并预测可能产生独特电磁信号，同时提出PWMHD多块方法大幅降低计算成本。
2024-01-16 astro-ph.HE gr-qc
Orbital Migration of Interacting Stellar Mass Black Holes in Disks around Supermassive Black Holes II. Spins and Incoming Objects
aLIGO和Virgo探测到的合并恒星质量双黑洞（BBH）的质量、速率和自旋对传统的BBH形成和合并方案提出了挑战。一个活动星系核（AGN）盘提供了一个有希望的额外合并通道，因为气体的强大影响力，驱动轨道演化，使遇到耗散，并导致迁移。先前的工作表明，活动星系核盘中的恒星质量黑洞（sBH）迁移到盘的区域，称为迁移陷阱，在那里正负气体扭矩抵消，导致频繁的BBH形成。在这里，我们建立在这项工作的基础上，通过模拟额外的sBH的演变，进入内部磁盘的迁移或倾斜减少。我们还研究了在我们的模型中形成的BBH是否具有围绕其质量中心相对于磁盘的逆行或逆行轨道，确定相对于磁盘的合并BBH的自旋的方向。进入内盘的轨道器在迁移陷阱附近的共振轨道上形成BBH和sBH。当这些sBH达到~80 Msun时，它们与迁移陷阱中的sBH形成BBHs，超过10 Myr达到~1000 Msun。我们在我们的模拟轨道中发现68%的BBH在逆行方向上，这意味着我们的合并通道中的BBH将具有小的无量纲对齐自旋χ_eff。总的来说，我们的模型产生的BBH既类似于迄今为止探测到的大多数BBH合并（0.66至120 Gpc^-3 yr^-1），也类似于最近探测到的两个不寻常的BBH合并，即GW 190412（~0.3 Gpc^-3 yr^-1）和GW 190521（~0.1 Gpc^-3 yr^-1）。
2020-09-25 astro-ph.GA astro-ph.HE
Criterions for retrograde rotation of accreting black holes
旋转的超大质量黑洞会产生喷流，其起源与吸积物质流产生的磁场有关。有一种观点认为，旋转黑洞周围的电磁场是通过吸积作用带到黑洞的。在这种情况下，黑洞吸积盘产生较弱的大尺度黑洞穿线磁场，这意味着较弱的喷流，在逆行制度。本文的基本目标是在观测到的活动星系核中寻找最佳的逆行吸积系统。我们发现，活动星系核与低爱丁顿比真的是最好的候选人逆行系统。这一结论是获得的动力学主导的FRII射电星系，平坦频谱射电响亮窄线塞弗特I星系和一些附近的星系。我们的结论是，逆行系统的最佳候选者是宇宙中活跃星系核的明显数量。这一结果对应的结论是，在合并过程中，合并黑洞与逆行的环双星盘的相互作用是相当有效的收缩双星系统。
2018-03-09 astro-ph.GA astro-ph.HE
The Mass Density of Merging Binary Black Holes Over Cosmic Time
本研究利用 GWTC-3 数据建模推断双黑洞并合率，发现其前身优先形成于低金属丰度环境且延迟时间较短，并指出并合双黑洞质量密度随红移的演化及其与存活大质量恒星和超大质量黑洞质量的对比关系。
2024-03-25 astro-ph.CO astro-ph.HE
