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
Recoiling from a kick in the head-on collision of spinning black holes
在黑洞的螺旋和合并过程中，引力辐射会引起反冲“反冲”。最近，数值相对论界已经开始测量当考虑不相等的质量和自旋时发现的显著反冲。因为理解这种反冲的每个分量的原因和幅度可能在螺旋模拟中是复杂的，所以我们在一个简单的测试问题的背景下考虑这些影响。我们研究反冲从最初的头上的轨迹的二进制文件的碰撞，从最简单的情况下，没有自旋，然后添加自旋和不同的质量比，分别和共同的质量相等。我们发现自旋诱导的反冲是显着的相对不等质量的反冲，即使在头上的配置。此外，似乎横向反冲与自旋的标度与后牛顿理论是一致的，即使反冲是在非线性合并相互作用中产生的，后牛顿理论不应该适用。这表明，一个简单的启发式描述可能是有效的自旋踢的估计。
2007-11-19 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
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
How black holes get their kicks: Radiation recoil in binary black hole mergers
双黑洞合并产生的引力波携带线性动量，导致质心反冲。这种"辐射火箭“对于逃逸速度为反冲速度的系统具有重要意义。我们描述了新的反冲计算使用高精度黑洞微扰理论估计的反冲的大小为缓慢的“吸气”合并阶段，再加上一个粗糙的计算为最终的"暴跌“，我们估计总反冲赋予合并的黑洞。我们发现，几十到几百公里/秒的速度可以相当容易地实现。后坐力可能永远不会超过500公里/秒。
2004-08-25 astro-ph 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 kicks from numerical-relativity surrogate models
双黑洞在合并时以引力波辐射线性动量。施加到黑洞残骸上的粒子速度可以达到数千公里/秒，从而将黑洞从它们的宿主星系中喷射出来。我们利用引力波形建模的最新进展，快速，可靠地提取反冲赋予通用，进动，黑洞二进制文件。我们的程序使用一个数值相对论代理模型，以获得一组二元参数的引力波形，然后从这个波形，我们直接积分的引力波线性动量通量。这完全绕过了在天体物理学背景下通常用于模拟黑洞反冲的拟合公式的需要。我们对参数空间中的黑洞反冲现象进行了深入的探索，总结并扩展了之前关于该主题的数值结果。我们的提取过程作为名为SURRKICK的Python编程语言的模块公开提供。在标准的现成机器上，踢评估需要~0.1s，因此使我们的代码非常适合移植到大规模天体物理研究中。
2018-05-28 astro-ph.GA astro-ph.HE 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
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
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
Evidence of large recoil velocity from a black hole merger signal
双黑洞合并后留下的最后一个黑洞可以达到反冲速度，或“反冲”，达到5000 km/s。这一现象对引力波天文学、黑洞的形成、广义相对论的检验和星系演化都有重要的意义。我们考虑的引力波信号的双黑洞合并GW 200129_065458（以下简称为GW 200129），已被证明表现出强有力的证据，轨道岁差。利用数值相对论代理模型，在90%的可信度下，将GW 2 0 0 1 2 9的井涌速度约束为$v_f \sim 1542^{+747}_{-1098}$ km/s或$v_f \gtrsim 698$ km/s（单侧极限）。这标志着第一次识别出单个引力波事件的大反冲速度。考虑到GW 200129的反冲速度，我们估计合并后残留的黑洞被球状星团（核恒星）保留的概率小于$0.48\%$（$7.7\%$）。最后，我们表明，踢效应预计不会造成偏见，在振铃测试的广义相对论为这一事件，虽然这可能会改变在未来改进的探测器。
2022-04-29 astro-ph.HE 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 $公里/秒是可能的等质量的二进制与反对齐的自旋在轨道平面。如此大的反冲可能会对黑洞的形成模型、星系间黑洞的数量和宿主星系的结构产生重大影响。
2007-06-08 gr-qc
Black hole kicks as new gravitational wave observables
一般的黑洞双星辐射引力波各向异性，赋予反冲，或踢，速度合并残余物。如果沿视线的反冲分量存在，则在最终轨道和合并期间发射的引力波将随着反冲的积累而逐渐多普勒频移。我们开发了一个简单的处方，以捕捉这种效果在现有的波形模型，表明未来的引力波实验将能够进行直接测量，不仅黑洞踢速度，而且其积累的配置文件。特别是，eLISA空间任务将测量低至~500 km/s的超大质量黑洞反冲速度，这预计是星系合并后黑洞双星合并的常见结果。因此，黑洞反冲构成了引力波天文学日益增长的领域中一个有希望的新观测。
2016-06-29 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Gravitational recoil from binary black hole mergers in scalar field clouds
在真空中，两个黑洞合并后的最后一个黑洞的引力反冲完全取决于合并中的黑洞的质量比和自旋，以及双星的偏心率。如果存在物质，合并黑洞的吸积可能会显著改变它们的质量和自旋，改变双星的动力学和残余黑洞的引力反冲。本文考虑这种情况。我们研究了将双星浸没在标量场云中对最终黑洞反冲的影响。我们考虑两种类型的配置：一个与非旋转和不等质量的黑洞，第二个与相同的质量和旋转的孔。对于这两种类型，我们调查如何的引力反冲的最终黑洞的变化，因为我们改变的标量场的能量密度。我们发现，合并黑洞对标量场的吸积可能产生深远的影响。对于非旋转的不等质量双星黑洞，反冲一般比真空中的大，质量比为2：1的双星的速度约为1，200 km/s，比真空中的大一个数量级。对于等质量的双星系统，当黑洞自旋与轨道角动量一致时，反冲比真空中的大，对于自旋处于超反冲结构的系统，标量场触发了与真空情况下类似的反冲与入射角的依赖关系，但这种情况下取决于标量场的强度.
2022-09-23 gr-qc
Accurate models for recoil velocity distribution in black hole mergers with comparable to extreme mass-ratios and their astrophysical implications
Department of Physics and Astronomy, Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学物理与天文系）；Weinberg Institute, University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校温伯格研究所）
基于约5000个数值相对论模拟和约100个黑洞微扰理论模拟，提出解析模型和归一化流模型，精确描述从等质量到极端质量比双黑洞并合的反冲速度分布，并发现其对低质量球状星团中黑洞保留概率有显著影响。
2026-06-23 gr-qc
Gravitational wave recoils in non-axisymmetric Robinson-Trautman spacetimes
本文研究了非轴对称Robinson-Trautman时空中的引力波反冲波和相应的净反冲速度。我们使用特征初始数据的动态对应于非头对碰撞的黑洞。我们做了一个参数研究的反冲分布，对应于一个扩展的范围内的入射角$ρ_0$在初始数据。对于检查的$ρ_0$范围（$3^{\circ} \leq ρ_0 \leq 110^{\circ}$），作为对称质量参数$η$的函数的反冲分布满足从Fitchett定律的经验修正获得的定律，其中参数$C$说明了等质量情况下的非零净引力动量波通量。该定律精确地拟合了所研究的$ρ_0$范围内的反冲分布，均方根归一化误差为$5 \%$。对于质量相等的情况，非零净引力波动量通量随着$ρ_0$的增加而增加，直到$ρ_0 \simeq 55^{\circ}$，超过该值，净引力波动量通量减小。对于所考虑的助推参数，最大净反冲速度约为$190 {\rm km/s}$。对于$ρ_0 \geq 50^{\circ}$，分布是$η$的单调函数。研究了发射的引力波的角模式。我们的分析包括两个偏振模式存在于波带曲率。
2014-07-16 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
A complete measurement of a black-hole recoil through higher-order gravitational-wave modes
Instituto Galego de Física de Altas Enerxías, Universidade de Santiago de Compostela（加利西亚高能物理研究所，圣地亚哥-德孔波斯特拉大学）；The Chinese University of Hong Kong（香港中文大学）；Indian Institute of Technology Bombay（印度理工学院孟买分校）；Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）
通过高阶引力波模式测量黑洞反冲方向，排除低逃逸速度的可能，并探讨其在多信使观测中的应用。
2026-03-09 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
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
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
Effects of post-Newtonian Spin Alignment on the Distribution of Black-Hole Recoils
最近的相对论数值模拟表明，双星合并产生的最终黑洞可以以高达5,000 km/s的速度反冲。由于在所谓的“悬挂”结构中引力波发射增强，当黑洞自旋与轨道角动量部分对齐时，这种最大反冲发生。我们重新审视我们以前的统计分析后牛顿演化的黑洞双星在这些新的发现。我们证明，尽管这些新的配置与增强反冲速度，自旋对齐后牛顿阶段的inspiral仍将显着抑制（或增强）踢的幅度时，更大质量的黑洞的初始自旋是更多（或更少）密切对齐的轨道角动量比较小的孔。我们提出了一个初步的研究，如何后牛顿自旋排列影响超大质量黑洞从其宿主星系的天体物理动机的质量比和初始自旋分布的弹射概率。我们发现，自旋对齐抑制（增强）喷射概率约40%（20%）的观测动机的质量依赖的星系逃逸速度，并通过一个更大的量为恒定的逃逸速度为1,000公里/秒。因此，反冲抑制比增强至少高两倍的效率。
2012-05-21 astro-ph.CO 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
Gravitational Wave Recoil and Kick Processes in the Merger of Two Colliding Black Holes: The Non Head-on Case
本文在Robinson-Trautman时空范围内，数值研究了两个黑洞在非迎头碰撞条件下并合的引力波反冲过程。构造了系统的特征初始数据，演化过程涵盖了合并后的阶段，直到最终的残余黑洞的配置。由引力波和相关的脉冲进行的净动量通量的评估。我们的分析是基于系统的能量动量的Bondi-Sachs守恒定律。还评估了由总引力波冲量赋予合并系统的净反冲速度$V_{k}$。通常对于非正面碰撞，引力波携带的净动量通量对于质量相等的碰撞黑洞是非零的。分布的$V_{k}$作为对称质量比$η$的函数是很好的拟合由修改Fitchett $η$ -标度律，额外的参数修改的法律是一个措施的非零引力波动量通量的初始质量相等的黑洞。对于碰撞黑洞的初始下落速度$v/c \simeq 0.462$和碰撞入射角$ρ_0=21^{o}$，我们得到了最大值$V_{k} \sim 121 {\rm km/s}$位于$η\simeq 0.226$ .对于初始等质量黑洞（$η=0.25$），我们得到了$V_{k} \sim 107 {\rm km/s}$ .基于集成的Bondi-Sachs动量守恒定律，我们讨论了一个可能的定义的质量中心的速度的二进制合并系统，并表明-在适当的惯性系-它的渐近接近净踢速度，这是在这个惯性系中的剩余黑洞的速度。对于较大的$v/c$值，我们获得了大得多的净井涌速度值，例如，对于$v/c \simeq 0…
2012-02-14 gr-qc
Recoiling black holes: electromagnetic signatures, candidates, and astrophysical implications
超大质量黑洞（SMBH）可能并不总是位于其宿主星系的中心。这是一个预测的数值相对论模拟，这意味着新形成的单一SMBH，在星系合并后的二进制合并，可以收到踢速度高达几个1000公里/秒，由于各向异性发射的引力波。星系核心中SMBH的长寿命振荡，在极少数情况下甚至是SMBH从其宿主星系中的喷射，就是结果。从观测上看，吸积反冲的SMBH在空间上和/或运动学上会从它们的宿主星系偏移。“踢”的存在具有广泛的天体物理学意义，直到现在才开始探索，包括黑洞和星系组装的结构形成，黑洞喂养的时代的后果，和活动星系核（AGN）的统一模型。在这里，我们回顾了反冲SMBH的观测特征和已经出现的第一批候选者的属性，包括对SDSSJ 092712.65 +294344.0候选者反冲SMBH的后续研究。
2012-02-09 astro-ph.CO gr-qc
Kicking time back in black-hole mergers: Ancestral masses, spins, birth recoils and hierarchical-formation viability of GW190521
本研究通过贝叶斯框架反推GW190521祖辈黑洞性质，评估其层级形成概率，发现准圆并合在核星团中可行，偏心并合在球状星团中不可行。
2024-11-08 astro-ph.HE gr-qc
Black-hole kicks: a tool to measure the accuracy of gravitational-wave models
非对称双星系统通过引力波辐射线性动量，导致合并残余物的反冲。黑洞踢因其天体物理学意义而引起了人们的广泛关注。然而，到目前为止，从LIGO和Virgo的观测中可以提取的信息很少。在这项工作中，我们讨论了如何重力反冲，在重力信号编码的效果，可以用来测试波形模型的准确性。合并双星系统的引力波模型已经成为探测潜在信号和推断观测源参数的基础。但是，随着干涉仪的灵敏度在当前和未来探测器中的增强，引力波形模型必须进一步改进。我们发现，踢是非常敏感的波形不准确，因此可以是一个有用的诊断测试。此外，我们观察到，目前的高模波形模型是不一致的，在他们的踢预测。出于这个原因，我们讨论了测量和提高波形精度是否可以反过来使我们能够在未来的观测中提取有关反冲的有意义的信息。
2021-06-04 gr-qc
The antikick strikes back: recoil velocities for nearly-extremal binary black hole mergers in the test-mass limit
一般的双黑洞合并产生的引力波各向异性地带走线性动量，导致质心的引力反冲或“反冲”。对于某些合并配置的反冲速度的大小的时间演变有一个局部最大值，然后突然下降。在有限的黑洞自旋范围内对这种“反反冲”的微扰研究发现，逆轨道的反反冲随着负自旋而减小。我们分析了这个问题，使用最近开发的代码来发展从克尔时空中的一个点粒子的引力扰动驱动的一个有效的一体化辐射反作用力在线性顺序的质量比$ν\ll 1$。将以前的研究扩展到接近极端的负自旋，我们发现，众所周知的反踢的减少被推翻，而不是接近零，反踢再次增加，达到$Δv/(cν^{2})=3.37\times10^{-3}$的无量纲自旋$\hat{a}=-0.9999$。相应的最终井涌速度为$v_{end}/(cν^{2})=0.076$。这一结果是连接到非绝热性质的排放线动量在暴跌。我们解释它的解析通过品质因数的流量，以捕捉定量的反冲速度的主要属性。使用这种通量的品质因数不需要轨道或视界曲率分布，因此在微扰理论和数值相对论中都很有用。
2014-07-18 gr-qc
Large Merger Recoils and Spin Flips From Generic Black-Hole Binaries
我们报告的第一个结果，从一个通用的黑洞二进制，即二进制包含不等质量的黑洞与错位自旋的演变。我们的配置，其质量比为2：1，由一个最初不旋转的孔轨道一个更大的，快速旋转的孔（比自旋a/m = 0.885），与自旋方向定向相对于轨道平面-45度。我们跟踪的inspiral和合并的~2轨道，并发现残余收到一个实质性的踢454公里/秒，两倍以上的最大踢从非自旋双星。剩余的自旋方向相对于较大空穴的初始自旋方向翻转103度。我们进行了第二次运行与反对齐的自旋，a/m =+-0.5躺在轨道平面，产生一个踢1830公里/秒的轨道平面。对于最大旋转的黑洞，该值可缩放至近4000 km/s。如此大的反冲速度开启了一种可能性，即合并的双星甚至可以从大质量宿主星系的核中喷出。
2007-03-02 astro-ph gr-qc
Understanding the "anti-kick" in the merger of binary black holes
双黑洞的螺旋和合并产生了大的反冲速度，这是数值相对论计算中最令人兴奋的结果之一。虽然对这一过程的许多方面已经进行了调查和解释，但“反反冲”，即合并后的突然减速，尚未找到简单的解释。我们表明，反反冲可以理解的辐射从一个变形的黑洞的各向异性的曲率分布的视界与反冲的方向和强度。我们的分析集中在罗宾逊-特劳特曼时空，并允许我们测量的能量和动量辐射的规范不变的方式。与此同时，这种更简单的设置提供了合并黑洞的定性和定量特征，为更深入地理解黑洞时空的非线性动力学开辟了道路。
2010-06-28 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Gravitational recoil from spinning binary black hole mergers
双黑洞的螺旋和合并将可能涉及质量不等和任意自旋的黑洞。这些双星发出的引力辐射将携带角动量和线动量。发射出的线动量的净通量意味着由合并产生的黑洞将经历反冲或反冲。以往的研究主要集中在不等质量非自旋双星的反冲速度。我们提出的结果，从模拟的质量相等，但旋转的黑洞二进制文件，并显示如何在这些情况下也可以获得一个显着的引力反冲。我们考虑的情况下，黑洞的大小相反的自旋$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$。超大质量黑洞合并产生的这种量级的反冲可能导致碰撞产生的最后一个黑洞从矮星系的核心喷出。
2007-02-02 astro-ph gr-qc
Astrophysical and relativistic modeling of the recoiling black-hole candidate in quasar 3C 186
本研究针对类星体3C 186的反冲黑洞候选体特性，通过相对论建模发现其反冲速度、黑洞自旋与视线几乎共线，喷流与位移的垂直表象源于投影效应，并提出两种射电观测检验方法以验证该解释。
2024-06-21 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Unequal Mass Binary Black Hole Plunges and Gravitational Recoil
本文给出了不等质量双黑洞从最内层稳定圆轨道（质量比q = M_1/M_2 = {1，0.85，0.78，0.55，0.32}或等价地，具有约化质量参数$η=M_1M_2/(M_1+M_2)^2 = {0.25, 0.248, 0.246, 0.229, 0.183}$）内的近距离分离中坠落的完全非线性模拟结果.对于每种情况，初始的双轨道参数是从库克-鲍姆加特等质量ISCO配置中选择的。我们示出了占主导地位的l= 2，3模式的波形，并计算辐射的能量和角动量的估计。对于考虑的近距离分离的俯冲，我们测量了25-82 km/s范围内的重力辐射反冲的反冲速度。由于初始分离很近，我们的反冲速度估计值应理解为下限。所考虑的封闭构型也可能包含影响反冲速度的显著偏心。
2007-06-21 astro-ph gr-qc
Inconsistent black hole kick estimates from gravitational-wave models
本文以遗迹黑洞反冲速度为物理诊断工具，评估四种先进双黑洞波形模型的高次谐波准确性，发现其踢预测不一致，并据此指出模型改进方向及基于踢的校准路径。
2023-04-24 gr-qc
Perturbed disks get shocked. Binary black hole merger effects on accretion disks
双黑洞系统的合并过程会对环双星盘产生强烈的影响。在目前的工作中，我们研究的影响，中心质量减少（由于通过引力波的能量损失）和一个可能的黑洞反冲（由于不对称的引力辐射发射）。对于质量减少的情况下，反冲沿磁盘的角动量，振荡诱导的磁盘，然后调制的内能和韧致辐射光度。另一方面，当反冲方向有一个垂直于圆盘角动量的分量时，圆盘的动力学受到强烈的影响，产生相对论性冲击。激波加热在我们的辐射、总内能和韧致辐射光度的替代物中留下了它的特征。有趣的是，对于反冲速度低于盘中最小轨道速度的情况（在真实活动星系核中很可能出现这种情况），我们观察到盘的内能有一个共同的特征模式。井涌速度的变化仅仅提供了特征模式中的相位偏移，这意味着对这种特征的观测可以仅通过电磁信号产生井涌速度的测量。
2009-07-07 astro-ph.HE gr-qc
Superkicks in Hyperbolic Encounters of Binary Black Holes
双黑洞的一般性螺旋和合并产生了引力辐射的光束发射，这可能导致最后一个黑洞的引力反冲或反冲。反冲速度取决于双星的质量比和自旋以及双星构型的动力学。迄今为止，研究主要集中在与天体物理学最相关的准圆形inspirals结构上，已经发现了高达3，300 km/s的反冲。相反，准圆形的配置，其中波束辐射往往平均在inspiral，辐射双曲线遇到暴跌为主，导致在增强的优惠波束。因此，可以实现高达10，000 km/s的反冲速度。
2008-07-21 astro-ph gr-qc
High-accuracy mass, spin, and recoil predictions of generic black-hole merger remnants
我们提出了准确的适合一般进动二进制黑洞，训练的大银行的数值相对论模拟的剩余属性。我们使用高斯过程回归插值剩余质量，自旋和反冲速度在7维参数空间的进动黑洞二进制的质量比$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$。作为副产品，我们还提供了所有拟合量的误差估计，这些误差估计可以一致地纳入当前和未来的引力波参数估计分析中。我们的模型通过一个快速且易于使用的Python模块surfinBH公开提供。
2019-01-10 astro-ph.HE gr-qc
2.5PN kick from black-hole binaries in circular orbit: Nonspinning case
利用多极后Minskowskian形式，我们计算了无自旋圆轨道黑洞双星的线性动量通量。总的线性动量通量包含各种类型的瞬时（这是延迟时间的函数）和遗传（这取决于在过去的二进制的动态）的条款，这两个都是解析计算。除了螺旋的贡献，我们使用一个简单的模型的暴跌计算反冲或反冲积累在这一阶段。
2013-04-22 gr-qc
Binary Black Holes: Spin Dynamics and Gravitational Recoil
我们提出了一个研究的旋转黑洞双星集中在个别黑洞的自旋动力学以及引力反冲收购合并产生的黑洞。我们考虑两个系列的初始自旋取向远离双轨道平面。在其中一个系列中，自旋是反对齐的;对于第二个系列，其中一个自旋沿着分隔黑洞的线指向远离双星的方向。我们发现一个显着的协议之间的自旋动力学预测在第二后牛顿秩序和那些从数值相对论。对于每种配置，我们计算最终黑洞的反冲。我们使用反对齐自旋系列的反冲估计来拟合\KKF{,}中的参数，并验证了沿着轨道角动量方向的反冲是$\propto \sinθ$，并且在轨道平面$\propto \cosθ$上，其中$θ$是自旋方向和轨道角动量之间的角度。我们还发现，黑洞的自旋可以很好地估计，通过评估孤立视界自旋球的坐标半径恒定。
2007-09-17 astro-ph gr-qc
Testing general relativity via direct measurement of black hole kicks
本文提出通过直接测量双黑洞并合中残余黑洞的反冲效应来检验广义相对论，利用多普勒频移信号和数值相对论推断的差异构建零变量检验，发现未来探测器可高精度约束该效应。
2024-10-16 astro-ph.HE gr-qc
Anatomy of the binary black hole recoil: A multipolar analysis
我们提出了一个多极分析的引力反冲计算在最近的数值模拟的二进制黑洞（BH）合并，为不相等的质量和非零，非旋进自旋。我们表明，多极矩，并包括l=4是足够的，以准确地再现最终的反冲速度（在~2%），只有少数占主导地位的模式显着的贡献（在~5%）。我们描述了如何相对振幅，更重要的是，相对相位，这几种模式控制的方式，反冲建立在整个螺旋，合并，和振铃阶段。我们还发现，数值结果可以重现的“有效牛顿”的多极矩公式，通过取代牛顿公式中的径向分离的有效半径计算的数值数据。除了合并，数值结果再现的三个克尔准正常模式（QNM）的叠加。通过用克尔BH的基本QNM表示多极矩得到的解析公式能够解释每个模拟的“反踢”的发生和数量。最后，我们应用多极分析，以帮助解释显着的差异，平面和非平面踢等质量旋转黑洞的振幅。
2007-12-20 astro-ph gr-qc
Systematics of black hole binary inspiral kicks and the slowness approximation
在黑洞的螺旋和合并过程中，引力波多极的相互作用带走了线性动量，从而提供了一个天体物理学上重要的反冲，或“踢”到系统和最后的黑洞遗迹。已经发现，在坍缩的最后阶段（准正规振铃）的线性动量倾向于提供一个“反反冲”，在某些情况下，几乎取消了所有的早期（准圆内旋）发射的反冲。我们在这里表明，这种抵消不是由于特殊的引力波，黑洞，或相互作用的多极，而只是一个事实，即旋转通量的动量改变其强度缓慢。我们还表明，了解系统的排放允许很好的估计的净踢数值模拟开始在相当晚的时间，是有用的定性了解什么样的系统提供大，小净踢。
2011-04-03 gr-qc
The Distribution of Recoil Velocities from Merging Black Holes
利用有效单体模型计算了任意质量和自旋取向的合并黑洞的线性动量流。该模型包括一个解析描述的螺旋相位，一个短的合并，和一个叠加的指数阻尼准正常衰荡模式的克尔BH。通过改变内旋和衰荡的匹配点，可以估计出这种方法产生的系统误差。在这些置信度范围内，我们发现密切的协议与以前报道的结果从数值相对论。使用蒙特卡洛实现的EOB模型，我们能够采样大量的BH参数空间和估计反冲速度的分布。对于质量比范围1 <= m_1/m_2 <= 10、a_{1,2}的自旋幅度=0.9以及均匀的随机自旋取向，我们发现，反冲速度大于500 km/s的双星中有一小部分f_{500} =0.12^{+0.06}-0.05}，f_{1000} =0.027^{+0.021}-0.014}反冲大于1000 km/s。这些速度可能能够将最后的BH从其宿主星系中喷射出来。将样本限制为m_1/m_2 <= 4的可比质量双星，典型的反冲甚至更大，f_{500} =0.31_{-0.12}^{+0.13}和f_{1000} =0.079^{+0.062}_{-0.042}。
2007-03-29 astro-ph gr-qc
Recoil Velocities from Equal-Mass Binary-Black-Hole Mergers
如果不对称性存在于引力辐射中，则双黑洞系统的最终演化会产生反冲速度。对质量不等的非自旋双星的这种效应的测量指出，对于质量比为$\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
Multipole Analysis of Kicks in Collision of Binary Black Holes
Thorne和Kidder给出的表达式允许对“反冲”进行分析估计，反冲即在黑洞或实际上任何引力致密体相互作用期间由不对称引力辐射产生的反冲。(The索恩-基德公式使用基于引力辐射的线性化广义相对论的动量通量计算。）我们专门处理踢中产生的二元相互作用的质量相等的黑洞，当至少有一个黑洞有显着的自旋，a。这样的配置可以在计算模拟中产生非常大的反冲。我们考虑飞掠和准圆轨道。对于飞越轨道，我们发现大量的踢从这些索恩-基德条款是线性的。对于准圆情况，我们考虑了非线性贡献（O（a^2））的踢，并提供了动力学解释这样的条款。然而，在最大反冲速度的情况下，对自旋的依赖性在很大程度上是线性的（在数值结果中再现）。
2008-08-14 gr-qc
Kick & spin: new probes for multi-messenger black-hole mergers in AGNs
The Chinese University of Hong Kong（香港中文大学）；Instituto Galego de Física de Altas Enerxías, Universidade de Santiago de Compostela（加利西亚高等物理研究所，圣地亚哥-德孔波斯特拉大学）
该研究提出了一种统计框架，通过分析GW-EM关联的证据轴，约束活动星系核中黑洞并合的喷射和自转特性。
2025-12-09 astro-ph.HE gr-qc
Consequences of gravitational radiation recoil
合并中的双黑洞由于引力波的各向异性发射而经历一次脉冲反冲。我们讨论的反冲伴随着大规模黑洞合并的动力学后果。反冲速度足以将大多数合并的黑洞从矮星系和球状星团中喷射出来，这可以解释这些系统中明显缺乏大质量黑洞的原因。从巨大的椭圆星系中喷射出来是很罕见的，但是合并的黑洞会从中心移位，并在半质量穿越时间的时间尺度上回落。黑洞的位移将能量传递给原子核中的恒星，并可以将陡峭的密度尖端转化为核心。辐射反冲使那些从恒星质量前体的分级合并中生长出超大质量黑洞的模型受到质疑。
2004-04-09 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
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})$，并且与数值相对论模拟的结果兼容
2013-12-16 gr-qc
Interaction of Recoiling Supermassive Black Holes with Stars in Galactic Nuclei
超大质量黑洞双星是星系频繁合并的产物。SMBHB的合并是一个独特的引力波（GW）辐射源。强GW辐射及其可能的电磁对应物的探测是必不可少的。数值相对论表明，合并后的超大质量黑洞（SMBH）由于各向异性的GW辐射而获得高达4000 km/s的反冲速度。在这里，我们调查的动力学共同演化和相互作用的反冲SMBHs和他们的银河系恒星环境与100万直接N体模拟，包括恒星潮汐中断反冲SMBHs。我们的研究结果表明，吸积的破坏恒星并没有显着影响SMBH的动力学演化。我们研究了恒星潮汐破裂率作为星系核中振荡SMBHs动力学演化的函数。我们的模拟结果表明，恒星潮汐破裂主要是由未束缚恒星引起的，并且发生在振荡的SMBH通过银河系中心的时候。平均破裂率为~10^{-6} M_（\odot）/年^{-1}，比类似星系核的静止SMBH的破裂率低一个数量级。我们的结果还表明，一个束缚星团是围绕振荡SMBH约0.7%的黑洞质量。此外，我们发现了一个巨大的云的未绑定的恒星振荡SMBH。我们还研究了结果对SMBH质量和星系核密度斜率的依赖性。
2012-01-17 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Recoiling Supermassive Black Holes in Spin-flip Radio Galaxies
数值相对论模拟预测，超大质量黑洞（SMBH）双星的合并不仅会导致自旋翻转，而且会导致合并残余SMBH的反冲。在文献中，X形射电源通常被认为是SMBH合并与自旋翻转喷射SMBH的候选人。在这里，我们调查的频谱和空间观测签名反冲SMBH在无线电源经历黑洞自旋翻转。我们的研究结果表明，大多数自旋翻转射电源中的SMBH具有最小可能值$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
Tracking black hole kicks from gravitational wave observations
合并中的双黑洞发出各向异性的引力辐射。这导致线性动量的净发射，产生源的逐渐加速度。结果，最后的残余黑洞获得了一个被称为反冲速度或引力反冲的特征速度。引力波发射的对称性反映在双星发射的引力波模之间的相互作用中。在这项工作中，我们利用丰富的信息编码在高阶模式的引力波发射来推断的组成部分踢沿视线（或\textit{radial kick}）。我们这样做，通过对非自旋双星的数值相对论波形使用对齐自旋（非旋进）二进制黑洞的数值相对论模板给出的模拟信号进行参数推断。我们发现，对于合适的来源，即那些与质量比$q\geq 2$和总质量$M \sim 100M_\odot$，并为适度的径向踢的$120km/s$，我们的后验概率分布的$90\%$可信区间可以排除零踢在信噪比为$15$，使用一个先进的LIGO探测器在其早期的灵敏度。对非零径向反冲分量的测量将提供引力波远离其源的线性动量净传输的第一个观测特征。
2018-10-12 gr-qc
Electromagnetic counterparts from counter-rotating relativistic kicked discs
我们给出了二维广义相对论无粘和等温流体动力学模拟的结果，比较了同向旋转（相对于黑洞旋转）和反向旋转的环双星准开普勒盘在超大质量双星黑洞系统的合并后阶段的行为。在证实由于质量损失和黑洞反冲速度的综合作用而在盘内产生螺旋激波的同时，我们发现反向旋转盘的最大光度比同向旋转盘的最大光度高2-12倍，这取决于黑洞的自旋。另一方面，对于总质量为M~10^6 M_ \odot的双星，光度峰值发生在相对于同向旋转的情况约10天之后。虽然在合并事件的合并后阶段，反向旋转盘的全球动力学与同向旋转盘非常相似，但已经发现了一个重要的差异。事实上，增加中心黑洞的自旋会产生更多发光的同向旋转盘，而较少发光的反向旋转盘。
2011-08-23 astro-ph.HE gr-qc
Bubbles kick off primordial black holes to form more binaries
本文通过数值相对论首次模拟黑洞与气泡壁碰撞，发现其导致质量增长、引力波辐射和动量反冲，使原初黑洞双星形成率翻倍，加强了对原初黑洞丰度的观测约束。
2025-04-10 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
