Black Hole Formation in the Lower Mass Gap through Mergers and Accretion in AGN Disks
最重的中子星和最轻的黑洞预计将产生的恒星演化离开质量范围的$2.2$ M $_{\odot}\lesssim m \lesssim 5$ M $_\odot$大部分人口稀少。在这个所谓的低质量间隙中发现的物体可能起源于一个独特的天体物理过程。这样一个物体，质量为$2.6$ M $_\odot$，最近被LIGO/Virgo通过引力波在双星合并GW 190814中探测到。在这里，我们表明，黑洞的质量差距是自然组装通过合并和吸积活动星系核盘，并随后可以参与额外的合并。我们计算活动星系核辅助合并涉及中子星和黑洞，占吸积的属性。我们发现，合并中的对象之一是在较低的质量差距代表高达$4$ %的活动星系核辅助合并可检测的LIGO/室女座。质量较轻的物体GW 190814，质量为$2.6$ M $_\odot$，可能是通过吸积在活动星系核盘中生长的。我们发现，在中子星合并GW 190425中观察到的3.4 M $_\odot$的意外高总质量也可能是由于AGN盘中的吸积。
2020-07-09 astro-ph.HE
Binary Black Hole Accretion During Inspiral and Merger
本文采用二维动网格粘性流体动力学方法模拟并合超大质量黑洞（SMBH）双星的吸积过程。我们包括粘性加热，冲击加热和辐射冷却，并模拟从“前解耦”的时代，其中的螺旋时间尺度是长于粘性的时间尺度，到“后解耦”的时代，其中的螺旋时间尺度是短于粘性的时间尺度的过渡。我们发现，有没有突然停止的吸积去耦，而是吸积显示出缓慢的衰减，与预期的去耦后显着的吸积。此外，我们发现X射线的光度在合并之前显着更高，因为来自SMBH双星的轨道能量通过空腔内的强烈冲击转换为热量，并辐射出去。合并后，空洞重新充满粘性，吸积率放松到Shakura-Sunyaev值，而X射线光度随着激波迅速消散而下降。
2014-09-17 astro-ph.HE
The role of major mergers in triggering super-Eddington accretion
Dipartimento di Fisica, “Sapienza” Università di Roma（罗马大学物理系）；INAF, Osservatorio Astronomico di Roma（罗马天文台）；INFN, Sezione Roma1（罗马第一国家核物理研究所）；Sapienza School for Advanced Studies（萨皮恩扎高等研究学院）；Como Lake Center for Astrophysics, DiSAT, Università degli Studi dell’Insubria（因苏布里亚大学迪萨特科莫湖天体物理学中心）；INFN, Sezione di Milano-Bicocca（米兰比可卡国家核物理研究所）；INAF, Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio di Bologna（博洛尼亚空间天体物理学与科学天文台）
利用高分辨率宇宙学zoom-in模拟，研究高红移低质量晕的主要并合能否触发持续的超爱丁顿吸积，发现黑洞反馈（尤其是动能反馈）有效抑制了吸积，并合本身不足以触发持续的超爱丁顿吸积。
2026-10-22 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Accretion is All You Need: Black Hole Spin Alignment in Merger GW231123 Indicates Accretion Pathway
University of Florida（佛罗里达大学）；Institute of Science and Technology Austria (ISTA)（奥地利科学技术研究所）；Columbia University（哥伦比亚大学）
引力波231123的高自转轴对齐表明吸积路径是形成高自转黑洞双星的关键因素
2025-12-14 astro-ph.HE
Interacting Kilonovae: Long-lasting Electromagnetic Counterparts to Binary Mergers in the Accretion Disks of Active Galactic Nuclei
本文研究了发生在活动星系核吸积盘的中子星-中子星（NS-NS）或中子星-黑洞（NS-BH）合并喷出物的动力学和电磁（EM）特征。我们发现，喷出物和盘气体之间的相互作用导致的动力学和辐射的重要影响。我们展示了喷出物动力学的五个阶段：重力减速，滑行，Sedov-Taylor减速，从磁盘表面突破后的重新加速，动量守恒雪犁阶段。同时，喷出物的辐射非常明亮，其典型的峰值亮度达到$10^{43}-10^{44}~\rm erg~s^{-1}$的几倍。由于大部分的辐射能量是从合并喷出物的动能转换而来的，我们称这种爆炸现象为相互作用千诺瓦（IKN）。应该强调的是，IKNe是非常有前途的，明亮的EM对应的NS NS/BH NS合并事件在活动星系核盘。明亮的峰值亮度和长的上升时间（即，紫外波段10到20天，光学波段30到50天，红外波段100到100天），使得大多数巡天望远镜有足够的时间来探测IKN。然而，IKN的峰值亮度，峰值时间和光变曲线的演化模式与星系核中的超亮超新星和潮汐破裂事件相似，因此很难区分它们。但它也表明IKNe可能存在于记录的活动星系核瞬变中。
2022-11-06 astro-ph.CO astro-ph.HE
Binary black hole mergers in AGN accretion discs: gravitational wave rate density estimates
到目前为止，LIGO/Virgo探测到的大多数引力波（GW）事件都起源于双黑洞（BBH）合并。在不同的双星演化路径中，活动星系核吸积盘中的BBH合并是GW探测的一个可能来源。我们考虑一个理想化的分析模型的BBH嵌入在AGN吸积盘的轨道演化。在这个框架中，盘-双星相互作用增加了轨道偏心率，降低了轨道分离，驱动BBH进入GW发射最终导致合并的状态。我们计算由此产生的GW合并率密度从这个通道的基础上合并的时间尺度的人口径向分布的活动星系核吸积盘内的BBH的加权平均。预测的合并率大致在$\mathcal{R} \sim (0.002 - 18) \, \mathrm{Gpc^{-3} yr^{-1}}$范围内。我们分析的合并率密度的吸积盘和二进制轨道参数的依赖关系，强调轨道偏心率的重要作用。我们讨论了天体物理学的影响，这一特定的BBH在AGN形成通道在更广泛的背景下的二进制演化的情况。
2020-05-10 astro-ph.GA astro-ph.HE
Populating the Black Hole Mass Gaps In Stellar Clusters: General Relations and Upper Limits
理论和观测表明，单星演化不能产生质量在$3-5M_{\odot}$和$\sim 45M_{\odot}$以上的黑洞，分别称为下质量隙（LMG）和上质量隙（UMG）。然而，通过致密星团中致密天体的合并，有可能在这些间隙中形成BH，例如LMG和UMG可以分别通过双星中子星和BBH合并来填充。这意味着，如果在引力波（GW）中观察到至少有一个质量间隙物体的双星合并，那么要么星团在组装双星合并中是有效的，要么我们的单星模型必须修改。因此，了解星团如何有效地填充两个质量间隙对恒星和GW天体物理学都有重大意义。在本文中，我们提出了一个系统的研究如何有效的星团在人口的质量差距，通过集群GW合并。为此，我们推导出一组封闭形式的关系，用于描述紧凑的对象二进制的动态相互作用和GW合并集群内的演变。通过考虑静态和时间演变的人口，我们发现特别是球状星团显然是低效的人口的LMG相比，UMG。我们进一步描述了这些结果与特征质量，时间和长度尺度与问题。
2020-06-17 astro-ph.HE
Nuclear-dominated accretion and subluminous supernovae from the merger of a white dwarf with a neutron star or black hole
本文建立了由中子星（NS）或恒星质量的黑洞（BH）对白矮星（WD）的潮汐扰动所产生的吸积盘的一维稳态模型。在半径r <~ 1e8.5- 1 e9 cm时，中平面的密度和温度足够高，足以将最初的白矮星材料燃烧成半径依次变小的越来越重的元素（例如Mg、Si、S、Ca、Fe和Ni）。当核反应释放的能量与引力释放的能量相当时，我们称这个圆盘为核主导的吸积流（Nuvet）。在小半径<~ 1 e7 cm的情况下，Fe光致衰变为He，然后是自由核，中微子冷却可能是有效的。在相关的高吸积率~ 0.1- 1 e-4 Msun/s时，大部分盘的辐射效率低下，易于由粘性耗散和核燃烧提供动力的外流。外流性质的计算要求中平面的材料在边缘上被束缚（伯努利常数<~ 0），这（部分）是由于物质逸出圆盘而冷却。对于合理的假设有关的属性盘风，我们表明，一个显着的分数>50- 80%的总WD质量是未绑定的。喷出物的成分主要是O、C、Si、Mg、Ne、Fe和S [He、C、Si、S、Ar和Fe]，在C-O [He] WD的情况下，分别是少量~ 1 e-3- 1 e-2 Msun的放射性Ni 56和潜在的痕量H。我们用我们的结果来评估可能的EM对应的WD-NS/BH合并，包括光学瞬态供电的放射性衰变的Ni 56和无线电瞬态供电的喷出物与星际介质的相互作用。我们解决最近发现的亚发光I型超新星是否来自WD-NS/BH合并。我们…
2012-06-12 astro-ph.CO astro-ph.HE
Separating Accretion and Mergers in the Cosmic Growth of Black Holes with X-ray and Gravitational Wave Observations
质量范围很广的黑洞在星系的演化中起着关键作用。黑洞最初的种子在$z \sim 30$形成，并通过气体吸积和合并在宇宙时间内成长。利用类星体的观测数据和暗物质晕的层次组装的理论模型，我们研究了气体吸积和合并的黑洞生长的相对重要性，作为红移（$0<z<10$）和黑洞质量（$ 10^3 \, \mathrm{M_{\odot}} < M_{\bullet} < 10^{10} \, \mathrm{M_{\odot}}$）的函数。我们发现，（i）增长的吸积是占主导地位的参数空间的很大一部分，特别是在$M_{\bullet} > 10^8 \, \mathrm{M_{\odot}}$和$z>6$ ;和（ii）增长的合并是占主导地位的$M_{\bullet} < 10^5 \, \mathrm{M_{\odot}}$和$z>5.5$，并在$M_{\bullet} > 10^8 \, \mathrm{M_{\odot}}$和$z<2$。由于生长通道对黑洞自旋有直接影响（气体吸积导致更高的自旋值），我们测试了我们的模型对$\sim 20$强大的自旋测量迄今为止。正如预期的那样，自旋倾向于下降到合并主导的政权，从而支持我们的模型。下一代的X射线和引力波天文台（例如Lynx、AXIS、Athena和LISA）将绘制出极高红移（$z\sim 20)$）的黑洞群，几乎涵盖了这里研究的整个参数空间。他们的…
2020-04-30 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Supermassive black holes from runaway mergers and accretion in nuclear star clusters
本研究揭示致密气体主导核星团中，恒星质量黑洞遗迹沉至核心，经反复并合与爱丁顿极限吸积快速形成超大质量黑洞，且高红移极端质量比旋近引力波是该场景的独特标识。
2024-05-16 astro-ph.HE gr-qc
Mergers of Magnetized Neutron Stars with Spinning Black Holes: Disruption, Accretion and Fallback
在广义相对论中，我们研究了一颗质量比为$5:1$的中子星（压缩比为$0.1$）在旋转黑洞轨道上的合并，允许恒星的初始磁化强度为$10^{12} {\rm Gauss}$。我们提出了由此产生的引力波形和分析的回落吸积恒星被打乱。的演变表明没有显着的影响，从初始磁化。我们发现，只有一个微不足道的数量的物质成为未绑定的，$99%$的中子星材料有一个10秒或更短的时间到达中央引擎的区域和$99.99%$的明星将与中央磁盘和黑洞在3小时内相互作用。
2010-10-05 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Black Hole Accretion Disk Diffuse Neutrino Background
我们研究了宇宙MeV中微子背景的吸积盘形成过程中的ESARS和合并的紧凑的对象。我们提供了最新的估计，包括检测率，遗迹中微子从中微子，以及估计中微子产生的合并。我们的研究结果表明，在HyperK探测到的扩散中微子可能包括一些从双中子星合并发射的中微子。中微子的速率是不确定的，但在其上限，这些来源的残余中微子将为宇宙漫射中微子背景提供重要的贡献。
2018-08-10 astro-ph.CO astro-ph.HE nucl-th
Direct Measurement of the Accretion Disk Formed in Prompt Collapse Mergers with Future Gravitational-Wave Observatories
本文通过数值相对论模拟发现吸积盘影响瞬坍缩并合双星的铃宕引力波信号，并提出利用未来引力波天文台以10%相对误差直接测量黑洞形成时吸积盘质量的方法。
2025-07-18 astro-ph.HE gr-qc
High-energy Neutrino Emission Associated with GWs from Binary Black Hole Mergers in AGN Accretion Discs
本研究聚焦活动星系核吸积盘中双黑洞并合的喷流-盘相互作用高能中微子产生机制，证明该信号可探测，推导联合探测率以约束并合率与吸积率，并给出当前无关联探测下的并合率密度上限。
2023-11-06 astro-ph.HE
Collision of Merger and Accretion Shocks: Formation of Mpc-scale Contact Discontinuity in the Perseus Cluster
最近在英仙座星系团外围的XMM-牛顿和朱雀X射线观测中发现了两个Mpc大小的接触不连续性（Walker等人，2020）。这些结构已被暂时解释为“晃动冷锋”，这是习惯上与差分运动的集群气体，合并扰动。在这项研究中，我们考虑另一种情况下，即，最突出的不连续性附近的群集维里半径的吸积激波和“失控”的合并激波之间的碰撞的结果。我们还讨论了~ 1.2Mpc第二个不连续的可能起源。
2020-08-17 astro-ph.GA astro-ph.HE
Neutrino Fast Flavor Conversions in Neutron-star Post-Merger Accretion Disks
两颗中子星或一颗中子星与一个恒星质量的黑洞合并时，可能会形成一个致密的吸积盘。从这样的吸积盘流出已被确定为一个主要网站的快速中子捕获（r-过程）核合成和作为源的“红色”千诺瓦排放后，第一次观察到的中子星合并GW 170817。本文采用广义相对论辐射磁流体动力学方法对一个典型的并合后吸积盘进行了长时程模拟，初始吸积速率为$\dot{M}\sim 1\,M_\odot\,\text{s}^{-1}$，并合后吸积时间超过400 ms。我们包括中微子辐射输运，占中微子快速风味转换动态的影响。我们发现无处不在的味道振荡，导致显着更多的中子丰富的流出，提供镧系元素和第三峰r-过程丰度类似于太阳丰度。这提供了强有力的证据，合并后的吸积盘是重r过程元素的主要生产场所。类似的风味效应可以允许增加的镧系元素生产的葡萄酒。这里提出的形式主义也可以用于核心坍缩超新星的模拟，以探索快速转换是加强还是削弱爆炸。
2021-05-27 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Could an X-ray Flare after GRB 170817A Originate from a Post-merger Slim Accretion Disc?
GRB 170817 A是费米-GBM 1.7 μ s探测到的中子星双星合并后的一个新发现，它首次提供了中子星合并和短持续时间伽马射线暴之间联系的直接证据。GRB 170817 A之后的X射线观测表明，可能有一个X射线耀斑，其峰值亮度在第156天附近的$L_{\rm peak} \sim 2\times 10^{39}\,{\rm erg\,s}^{-1}$。在这里，我们表明，这种X射线耀斑可以理解的基础上，一个紧凑的对象周围的薄盘。一方面，存在着最大的吸积率$\dot M_{\rm max}$的薄盘，在此之上的光学厚流出是显着的，从光盘的辐射是模糊的。基于能量平衡分析，我们发现当细长盘的角速度介于$\rm (1/5)^{1/2}Ω_K$和$\rm Ω_K$之间时（其中$\dot M_{\rm Edd}$为爱丁顿吸积率，$Ω_K$为开普勒角速度），$\dot M_{\rm max}$介于$\sim 4\dot M_{\rm Edd}$和$\sim 21\dot M_{\rm Edd}$之间.利用$\dot M_{\rm max}$，薄盘可以为$2.5 M_{\sun}$的紧凑物体提供亮度$\sim L_{\rm peak}$。另一方面，如果合并的两个NS形成一个典型的中微子占主导地位的吸积盘，其吸积率$\dot M$遵循幂律下降与指数$-1.8$，那么系统必须通过外流制度，并进入细…
2019-03-19 astro-ph.HE
Gas Accretion versus BH Merger driven Growth Modes of Supermassive Black Holes and Implications for the Little Red Dots
Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) - Osservatorio Astronomico di Trieste (OATs)（意大利国家天体物理研究所（INAF）- 的里雅斯特天文台（OATs））；Centro de Ciências Naturais e Humanas - Universidade Federal do ABC（自然与人类科学中心 - 圣保罗联邦ABC大学）；Núcleo de Astrofísica - Universidade Cidade de São Paulo（天体物理学核心 - 圣保罗城市大学）
研究区分了超大质量黑洞增长的气体吸积与黑洞并合驱动模式，并探讨了小红点的形成机制。
2026-02-17 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Mergers of accreting stellar-mass black holes
本文采用后牛顿$N$体方法模拟了吸积恒星质量黑洞（BH）的合并过程，并考虑了广义相对论效应如近心位移和引力波（GW）辐射.注意力集中在动力学摩擦和周围气体的Hoyle-Lyttleton质量吸积的影响。我们考虑一个由十个黑洞组成的系统，初始质量为$30~M_\odot$。结果表明，吸积恒星质量黑洞的合并可分为四种类型：气体拖曳驱动的，相互作用驱动的，三体驱动的，或吸积驱动的合并。我们发现，黑洞的合并发生在明显的质量吸积之前，即使吸积速率是$\sim10$ Eddington吸积速率，所有的黑洞都可以合并成一个重黑洞。使用模拟结果的参数范围很广，我们推导出一个临界吸积率（$\dot{m}_{\rm c}$），低于该BH增长促进更快的合并。此外，还发现GW发射的反冲效应可以降低$\dot{m}_{\rm c}$，特别是在气体数密度高于$10^8~{\rm cm}^{-3}$的情况下，并增加合并BH的逃逸概率。最近，由于$\sim 30~M_\odot$ BH双星的合并，发现了引力波事件GW 150914（Abbott等人，2016）。根据目前的模拟，在GW 150914的BH合并很可能是由三体相遇伴随着一些$M_\odot$的气体吸积，在高密度的环境，如密集的星际云或星系核。
2016-07-28 astro-ph.GA astro-ph.HE
Accretion-induced prompt black hole formation in asymmetric neutron star mergers, dynamical ejecta and kilonova signals
利用有限温度状态方程、近似中微子输运和磁流体诱导湍流粘性的亚网格模型，给出了具有啁啾质量$1.188M_\odot$和质量比$q=1.67$和$q=1.8$的中子星合并的新的数值相对论结果. EOS与核和天体物理约束兼容，并包括一个新的微物理模型，该模型是基于Brueckner-Hartree-Fock方法从从头计算得出的。我们报告的第一次证据吸积引起的迅速崩溃，在高质量比合并，其中的潮汐破坏的同伴和吸积到主星决定迅速黑洞形成。作为潮汐破裂的结果，一个富含中子和冷物质的吸积盘形成了重子质量${\sim}0.15M_\odot$，它明显比等质量瞬发坍缩合并中的残留盘重。大规模的动力喷出物的顺序${\sim}0.01M_\odot$也源于潮汐破坏。它们富含中子，从轨道平面以新月状几何形状扩展。因此，从这些合并预测明亮，红色和时间延长kilonova发射。我们的研究结果表明，提示黑洞合并可以电源明亮的电磁对应的高质量比的双星，和二进制的质量比可以在原则上限制从多信使观测。
2020-08-10 astro-ph.HE gr-qc
Filling the disk hollow following binary black hole merger: The transient accretion afterglow
来自双星黑洞（BHBH）的潮汐力矩清空了任何环绕双星的气体吸积盘的中心区域。潮汐力矩和粘性之间的平衡使盘的内边缘保持在半径r ~ 1.5a - 2a处，其中a是二元半长轴。最后，这对吸入的双星从盘中分离并合并，在盘中留下一个中心空洞（“甜甜圈洞”），围绕残余的黑洞旋转。我们提出了一个简单的，随时间变化的，牛顿计算，遵循长期（粘性）的磁盘的演变，因为它填补了空心的黑洞最里面的稳定的圆形轨道，然后放松到静止平衡。我们使用我们的模型来计算电磁辐射（“余辉”）在这个短暂的吸积时代发出的频谱。观察总电磁通量的时间增加和频谱的硬化，因为环形洞填充可能有助于确认引力波干涉仪检测到的BHBH合并。我们展示了如何非常存在的初始空心可以导致超爱丁顿吸积在这个长期阶段，如果率不是很远低于爱丁顿之前去耦。我们的模型，虽然高度理想化，可能是有用的，在建立一些关键参数，热发射功能和缩放的特点，这种瞬态。它可以作为指导未来的辐射磁流体动力学模拟在广义相对论的设计和校准。
2009-12-11 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
On accretion disks formed in MHD simulations of black hole-neutron star mergers with accurate microphysics
在致密天体合并中形成的残余吸积盘是理解多信使引力波事件电磁余辉的重要组成部分。由于磁场和中微子驱动的风，盘的质量中很大一部分最终会变得不受束缚，并经历r-过程核合成。虽然这一过程已经进行了详细的研究，以前的研究通常使用近似的初始条件的吸积盘，或从纯粹的流体动力学模拟开始。在本文中，我们分析了在动力学时空中用广义相对论磁流体力学模拟的近等质量黑洞-中子星合并形成的吸积盘的性质，并给出了精确的微观物理描述。合并后的系统，直到$120\, {\rm ms}$不同的有限温度状态方程和黑洞自旋的演变。我们提出了一个详细的分析的流体性质和磁场的拓扑结构。特别是，我们提供了解析拟合的磁场强度和特定的熵作为一个函数的静止质量密度，这可以用于平衡盘模型的建设。最后，我们发展的系统之一，总$350\, \rm ms$合并后，并研究最终喷气发射的前景。虽然我们的模拟没有达到这个阶段，但我们发现了持续的漏斗磁化和清除的明确证据，这是任何喷气发射机制的先决条件。
2021-06-11 astro-ph.HE gr-qc
Production of Nickel-56 in black hole-neutron star merger accretion disk outflows
一个紧凑的物体合并事件的可能结果是一个中心黑洞，周围是一个快速吸积的环形碎片。这个碎片盘是元素合成的丰富来源，其结果需要预测个别事件的电磁对应物，并了解合并对银河系化学演化的贡献。在这里，我们研究的背景下，一个二维的，时间相关的黑洞中子星合并吸积盘模型的盘流出核合成。我们使用两个时间快照，从这个模型来研究的影响的中微子通量从磁盘上的元素合成的演变。虽然早期磁盘快照的中微子通量似乎有利于富含中子的流出，但后期快照的情况则相反。因此，我们在流出物中发现了大量的镍-56。
2013-12-04 astro-ph.HE astro-ph.SR
An Alternative Channel For High-Mass Binary Black Holes-----Dark Matter Accretion Onto Black Hole
利用布居综合方法，建立了一个暗物质（DM）与双黑洞（BH）的吸积模型，并研究了双黑洞的合并速率。我们发现，合并率可以微弱地增加（小于10%）。然而，DM吸积可以有效地提高双BH的质量。在我们的模型中，没有DM吸积的$Z = 0.01$的结果不能解释GW 170104、GW 170814和GW 150914，而有DM吸积的情况下，它可以很好地覆盖所有观测。对于高金属丰度（$Z = 0.02$），我们的模型不能解释GW 170104、GW 170814和GW 150914等高质量双星的合并。我们估计二元BH的合并率介于$\rm55Gpc^{-3}yr^{-1}$和$\rm197Gpc^{-3}yr^{-1}$之间。
2018-06-27 astro-ph.HE astro-ph.SR
The Role of Magnetic Field Geometry in the Evolution of Neutron Star Merger Accretion Discs
中子星合并是吸积、抛射和r过程核合成的独特实验室。我们利用3D广义相对论磁流体动力学模拟研究了静止Kerr黑洞合并后磁几何在合并残余盘演化中的作用。我们的模拟完全捕捉质量吸积，喷射和喷气生产，由于其异常长的持续时间超过$4$。极向合并后磁场配置产生具有能量$E_\mathrm{jet} \sim (4{-}30)\times10^{50}$ erg、各向同性等效能量$E_\mathrm{iso}\sim(4{-}20)\times10^{52}$ erg、张角$θ_\mathrm{jet}\sim6{-}13^\circ$和持续时间$t_j\lesssim1$ s的喷流。伴随着射流的产生是合并后椎间盘块的$f_\mathrm{ej}\sim30{-}40\%$的喷出，持续到次$> 1$。我们发现，一个更自然的，纯粹的环形合并后的磁场几何形状产生大规模的极向磁通量的交替极性和条纹射流。第一条是$E_\mathrm{jet}\simeq2\times10^{48}\,\mathrm{erg}$、$E_\mathrm{iso}\sim10^{51}$ erg、$θ_\mathrm{jet}\sim3.5{-}5^\circ$和$t_j\sim0.1$，随后是$\gtrsim4$和$f_\mathrm{ej}\simeq27\%$的条纹状喷流活动。这种条纹的消散可以为短伽马射线暴（sGRB…
2019-07-03 astro-ph.HE
Imprints of r-process heating on fall-back accretion: distinguishing black hole-neutron star from double neutron star mergers
包含两颗中子星（NS-NS）或一颗中子星和一个恒星质量黑洞（NS-BH）的致密双星的合并，很可能是短持续时间伽马射线暴（SGRB）的祖先。一部分> 20%的SGRB之后是暂时延长的（>~分钟长）、可变的X射线发射，这归因于中央引擎的持续活动。后期发动机活动的一个来源是束缚潮汐喷出物的回退吸积;然而，观测到的扩展发射光变曲线并没有跟踪天真预期的、不间断的~t ^{-5/3}幂律衰减，而是显示出通常在爆发后持续数十秒的发射间歇或间隙。在这里，我们重新审视加热的影响，由于快速中子捕获（r-过程）核合成率的回落吸积，使用喷出物的属性从数值相对论模拟NS-BH合并在玩具模型的核加热的动态影响。根据残余黑洞的质量，r过程加热可以印上各种各样的回落曲线形状，从几十秒的暂时平静到回落速率的后期截止。这种行为对于喷出物不同部分所经历的核加热的实际变化是鲁棒的。质量小于~3 Msun的中心黑洞通常会在回退速率上经历绝对截止，而质量大于6 - 8 Msun的黑洞则会出现时间间隙。因此，我们建议，SGRB与扩展排放产生的NS-BH，而不是NS-NS，合并。我们的模型意味着LIGO的NS-BH合并检测率，在稳态下，与NS-NS合并的检测率相当或更高。
2018-12-14 astro-ph.HE
Gas squeezing during the merger of a supermassive black hole binary
我们研究了引力波驱动下的双超大质量黑洞合并过程中的吸积率，该黑洞嵌入由气体驱动到星系中心形成的吸积盘中。我们使用3D模拟与PHANTOM，光滑粒子流体动力学代码进行。与以前的调查相反，我们表明，有证据表明，“挤压现象”，造成的压缩的内部盘气体时，次要的黑洞螺旋对主要的。这就导致了吸积速率的增加，总是超过爱丁顿速率。我们研究了质量比为$q = 10^{-3}$的两个黑洞间二次吸积现象的主要特征，包括数值分辨率、二次吸积半径和盘厚度的影响。与我们的光盘模型具有低纵横比，我们表明，从次级轨道排出的质量是可以忽略不计的（初始光盘质量的$< 5\%$），与以前的2D模拟结果不同，较厚的光盘。在合并的最后阶段，吸积率的增加导致光度的增加，使得有可能探测到合并发出的引力波信号的电磁前兆。
2016-01-14 astro-ph.HE
Evolution of an Accretion Disk in Binary Black Hole Systems
我们研究了双黑洞（BBH）系统中吸积盘的演化以及由BBH并合产生的引力波的电磁对应。Perna等人（2016）提出了BBH中吸积盘的一种新的进化情景，其中一个盘最终变得“死”，即，磁旋转不稳定性（MRI）变得不活跃。在他们的场景中，死盘一直存活到合并事件发生前的{ \it几秒}。我们改进了死盘模型，提出了另一种方案，考虑到潮汐扭矩的影响，从同伴和临界电离度的MRI激活更仔细。我们发现死盘的质量远低于Perna的情况。当二元分离变得足够小时，潮汐扭矩引起的质量流入重新激活MRI，重新开始质量吸积到黑洞上。我们还发现，这种光盘“复兴”发生{ \it超过几千年前}的合并。由潮汐力矩引起的质量吸积随着分离的减小而增大，在合并前可能产生相对论性喷流。与伽玛暴相比，这些喷流的辐射太微弱了，但是如果合并事件发生在$\lesssim 10$ Mpc内，或者如果黑洞的质量与$\sim 10^5 M_{\odot}$一样大，则可以检测到。
2016-11-21 astro-ph.HE
Fully General Relativistic Magnetohydrodynamic Simulations of Accretion Flows onto Spinning Massive Black Hole Binary Mergers
我们进行了第一套完整的广义相对论磁流体动力学模拟旋转大质量黑洞二进制合并。我们考虑二元黑洞，它们的自旋大小不同，与轨道角动量一致，它们浸没在炽热的磁化气体云中。我们调查的自旋和磁化程度（定义通过流体参数$β^{-1}\equiv p_{\mathrm{mag}}/p_{\mathrm{fluid}}$）的吸积流的性质的影响。我们发现，磁化吸积流的特点是更多的湍流动力学，作为磁场线被扭曲和压缩在后期inspiral。合并后，剩余克尔黑洞的自旋轴周围的极区是磁性主导的，磁场强度增加了一个因子$\sim$ 10 $^2$（独立于$β^{-1}$的初始值）。赤道平面上的磁化气体获得更高的角动量，并在黑洞周围形成一个薄的圆形结构。我们发现，磁化配置的质量吸积率一般小于在未磁化的情况下，由高达一个因素$\sim$ 3。黑洞旋转对吸积率也有抑制作用，高达$\sim$ 48\%。作为一个潜在的驱动程序的电磁发射，我们遵循的坡印廷光度的演变，合并后增加到一个因素$\sim2$与自旋增加，无论初始水平的磁化流体。我们的研究结果强调了在研究大质量黑洞的吸积过程时，同时考虑自旋和磁场的重要性。
2021-06-03 astro-ph.HE gr-qc
Anisotropic multimessenger signals from black hole neutrino-dominated accretion flows with outflows in binary compact object mergers
黑洞与中子星或中子星双星合并后可能产生黑洞超吸积系统。在高质量吸积率的情况下，超吸积盘处于中微子主导的吸积流（NH3）状态，并发射出大量各向异性MeV的中微子。这些中微子中只有一小部分在盘外的空间中湮灭，然后发射出超相对论喷流，这些喷流从合并喷出物中脱离出来，为伽马射线暴提供动力。合并和它们的残余物通常被认为是引力波（GW）、中微子和千子波的来源。各向异性的中微子发射和各向异性的高速物质从中央BH NH3系统流出，也可以触发强GW和发光盘流出驱动（DOD）kilonovae，分别。本文给出了从具有外流的NDAF中得到的各向异性多信使信号，包括DOD kilonovae、MeV中微子和GWs。结果表明，在相同距离上，DOD kilonovae的典型AB星等低于AT 2017 gfo，且随观测角度的增大而减小，其各向异性对外流质量分布不敏感，而主要由速度分布决定。由于具有$\gtrsim 10~\rm MeV$的中微子主要产生于盘的内部区域，它们将被相对论效应显著地偏转到大视角。此外，各向异性中微子引起的引力波应变随视角的增加而增加。不同视角下BH-NS/BNS合并多信使探测的积累可能进一步验证了有流出的NDAF的存在。
2021-11-06 astro-ph.HE
Merging Black Holes in the Low-mass and High-mass Gaps from 2+2 Quadruple Systems
LIGO-Virgo观测到的黑洞（BH）双星合并的起源仍然不确定，恒星BH质量函数的边界也是如此。恒星演化模型预测，质量为$\gtrsim 50$ M $_\odot$和$\lesssim 5$ M $_\odot$的黑洞都很缺乏，因此在黑洞质量函数中留下了低质量和高质量的间隙。形成这些质量的黑洞的一种自然方式是通过中子星（NS;对于低质量间隙）或低质量黑洞（对于高质量间隙）的合并;作为合并产物产生的低或高质量间隙黑洞如果再次与新的伴星合并，则可以被LIGO-Virgo检测到。我们发现，2+2四重系统的演化可以自然地导致BH合并的组件质量在低或高质量的差距。在我们的方案中，质量间隙中的BH源自两个NS或两个BH的合并，在两个双星中的一个中，合并产物被赋予反冲反冲（来自各向异性引力波发射），这触发了它与四重系统的另一个双星组件的相互作用。这种三体相互作用的结果通常是一个新的偏心致密双星，其中包含质量间隙中的BH，然后可以再次合并。低质量间隙和高质量间隙中BH的合并率分别为$\sim 10^{-7} - 10^{-2}$ Gpc $^{-3}$ yr $^{-1}$和$\sim 10^{-3} - 10^{-2}$ Gpc $^{-3}$ yr $^{-1}$。随着引力波探测器灵敏度的提高，恒星BH质量函数将很快受到更严格的约束。
2020-05-06 astro-ph.GA astro-ph.HE
Supernovae Ia in 2017: a long time delay from merger/accretion to explosion
我使用最近的观测和理论研究Ia型超新星（SNe Ia），以进一步限制可行的超新星Ia的情况下，并认为必须有一个相当大的时间延迟之间的结束合并的白矮星（WD）与同伴或结束质量吸积到WD和其终端爆炸。这种合并/吸积爆炸延迟（MED）是必要的，以允许二元系统导致或多或少的球形爆炸，并防止爆炸前电离辐射。考虑到这些最新的结果和所需的MED，我的结论是核心简并的情况下是更有利的其他方案，其次是双简并的情况。虽然单一简并的情况也是可行的，但它不太可能解释共同的（正常的）Ia型超新星。由于所有的方案都需要大量的MED，MED已经从核心简并方案的缺点变成了理论应该克服的挑战。我希望，对MED的要求将激发对不同的超新星情景的讨论以及对这些情景的相互比较。
2017-12-01 astro-ph.HE astro-ph.SR
Neutron Star Mergers in AGN Accretion Disks: Cocoon and Ejecta Shock Breakouts
中子星合并被认为发生在超大质量黑洞周围的吸积盘中。在这里，我们表明，一个假定的喷流发射的合并的中子星（BNS）或中子星-黑洞（NSBH）合并发生在迁移陷阱在一个活动星系核（AGN）盘将被扼杀。喷射能量沉积在盘状材料内，为热茧提供动力。茧状体的能量足以从活动星系核盘中爆发出来，并在合并后产生明亮的X射线冲击爆发瞬变，峰值在$\sim0.15\,{\rm d}$。峰值亮度估计为$\sim 10^{46}\,{\rm erg}\,{\rm s}^{-1}$，它可以由爱因斯坦探测器从$z\lesssim 0.5$发现。后来，从合并中发射的非相对论性喷出物将打破磁盘，并在合并后为X射线/紫外线耀斑提供能量，峰值为$\sim 0.5\,{\rm d}$。该第二冲击爆发信号可以通过UV瞬态搜索来检测。茧层冷却辐射和千诺瓦辐射都被圆盘辐射所掩盖，难以检测。未来对BNS/NSBH并合产生的引力波和伴随的两个激波爆发特征的联合观测将为AGN盘中致密双星并合形成通道提供强有力的支持。
2020-12-16 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
A Channel to Form Fast-spinning Black Hole-Neutron Star Binary Mergers as Multimessenger Sources. II. Accretion-induced Spin-up
本文通过MESA网格演化BH-He-rich星双星系统，研究超爱丁顿吸积对BHNS并合中黑洞自旋加速及电磁对应体的影响，发现高吸积极限下低质量黑洞更易获得高自旋，且整体电磁信号更亮。
2024-02-23 astro-ph.HE
Preferential Accretion onto the Secondary Black Hole Strengthens Gravitational Wave Signals
针对脉冲星计时阵列发现的引力波背景振幅偏大问题，本文提出并验证了次级黑洞优先吸积机制，发现仅需10%的质量增长即可使预测与观测一致，并增强LISA及LIGO信号。
2025-10-07 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Quasi-Periodicity of Supermassive Binary Black Hole Accretion Approaching Merger
在本文中，我们继续Bowen等人2018年报道的在超大质量二元黑洞（SMBBH）中耦合到环绕二元吸积的磁化迷你盘的首次研究。我们将这种模拟从3到12个双轨道周期。我们发现，相对论性SMBBH吸积作为一个谐振腔，准周期振荡绑定到频率的黑洞的轨道相位匹配的非线性$m=1$密度功能，或"块"，在circumbinary吸积盘渗透系统。黑洞周围每个迷你盘上的质量吸积速率以二进制频率和块的平均轨道频率之间的拍频调制，即，$Ω_{\rm beat} = Ω_{\rm bin} - \barΩ_{\rm lump}$，而这个等质量双星的总质量吸积率在两个不同的频率，$\gtrsim \barΩ_{\rm lump}$和$\approx 2 Ω_{\rm beat}$调制。团块本身的瞬时旋转速率也在接近总吸积速率的调制频率的两个频率$\barΩ_{\rm lump}$和$2 Ω_{\rm beat}$下调制。由于接近合并的SMBBH中的迷你盘的紧凑性质，迷你盘中的流入时间与其质量供应变化的周期相当，因此它们的质量--以及它们供应给黑洞的吸积率--以相同的频率强烈调制。从本质上讲，环双星盘的方位对称性被双星附近轨道的动力学破坏，这种$m=1$不对称性驱动整个系统的准周期变化，包括吸积和盘馈送。在接近合并的SMBBH中，这种时间可变性可能会在其电磁辐射中引入独特的，越来越快的波动。
2019-04-26 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Mergers of double neutron stars with one high-spin component: brighter kilonovae and fallback accretion, weaker gravitational waves
该研究模拟双中子星合并中一颗高自旋的情形，发现其产生更亮千新星、更多回落吸积和较弱引力波，可能延迟黑洞形成并引发长时标伽马射线暴。
2024-02-10 astro-ph.HE
Misaligned Spinning Binary Black Hole Mergers in Hot Magnetized Plasma
我们提出了广义相对论磁流体动力学模拟的等质量自旋黑洞二进制合并嵌入在磁化气体云。我们着重讨论了自旋相对于轨道角动量的取向对流体动力学、质量吸积率和坡印亭光度的影响。我们发现，在整个螺旋，气体吸积到个别黑洞集中成盘状的超密度，其角动量的方向朝向自旋轴，并持续到合并。我们确定准周期调制发生在质量吸积率的1- 20%的水平，平行于引力波啁啾演变。吸积率时间序列和引力应变之间的相似性是在吸入的黑洞附近强的、动态的引力场和磁场之间相互作用的结果。这一结果表明，在合并前的大质量双星吸积率的准周期性是不排除的环境中，黑洞嵌入在一个circumbinary吸积盘，并可以提供一个额外的有用的签名，电磁辐射同时低频引力波检测。
2022-05-04 astro-ph.HE gr-qc
The impact of r-process heating on the dynamics of neutron star merger accretion disc winds and their electromagnetic radiation
中子星合并吸积盘可以发射富含中子的$>10^{-2}\,\mathrm{M}_\odot$风。这个喷出物是r-过程核合成的主要场所，它将产生一系列放射性重核。这些原子核的衰变释放出足够的能量，使部分风加速约0.1 c。在这里，我们调查的r-过程加热盘风的动力学演化的效果。我们提取风从一个3D的广义相对论磁流体动力学模拟的磁盘合并后的系统。这用于为2D流体动力学模拟创建内部边界条件，以继续原始3D模拟。我们进行两个这样的模拟：一个包括r-过程加热，另一个不包括。我们遵循流体动力学模拟，直到风达到同源（60秒）。使用随时间变化的多频多维Monte Carlo辐射输运模拟，然后我们计算的kilonova光变曲线从风和没有动态r-过程加热。我们发现，r-过程加热可以大大改变风的速度分布，移动的质量加权的中值速度从0.06c到0.12c。动力学r过程加热的加入使得光变曲线在合并后约1 d时更亮更蓝。然而，喷出物分布的高速尾部和早期的光变曲线在很大程度上不受影响。
2021-08-09 astro-ph.HE
Beyond Hierarchical Mergers: Accretion-Driven Origins of Massive, Highly Spinning Black Holes in Dense Star Clusters
Northwestern University（西北大学）；University of California, San Diego（加利福尼亚大学圣地亚哥分校）
针对GW231123事件揭示的大质量高自旋黑洞起源问题，研究提出吸积驱动通道：致密星团中黑洞与恒星碰撞吸积碎片可增长至~200M⊙，形成高自旋双星，为GW231123类系统提供自然起源，且与层级并合通道特征不同。
2025-11-11 astro-ph.GA astro-ph.HE
High-Spin BBH Subpopulation from AGN Accretion
University of Florida（佛罗里达大学）；Institute of Science and Technology Austria (ISTA)（奥地利科学与技术研究所）；Columbia University（哥伦比亚大学）
研究通过分析二进制黑洞并合事件的自旋大小，发现约10%的事件属于高自旋子群体，支持AGN吸积导致自旋增加的理论，同时否定了层级合并的预测。
2026-05-10 astro-ph.HE
GRMHD simulations of accretion flows onto massive binary black hole mergers embedded in a thin slab of gas
本文对嵌入薄磁化气体板中的等质量旋转双黑洞并合进行了GRMHD模拟，发现自旋构型在旋近阶段产生与轨道频率相关的吸积率调制，且并合后未现吸积率显著增加，揭示了电磁特征与气体几何分布的潜在联系。
2024-05-30 astro-ph.HE gr-qc
Fallback Accretion Halted by R-process Heating in Neutron Star Mergers and Gamma-Ray Bursts
具有macronova/kilonova的引力波事件GW 170817表明，两颗中子星的合并产生了具有放射性的物质，包括$r$过程的核合成。一部分喷出物不可避免地落回中心物体，可能为短伽马射线暴（sGRB）的长期活动提供动力，例如延长和平台发射。我们调查的回退吸积与$r$过程加热进行一维流体动力学模拟和开发一个半解析模型。我们发现，通常的回落率$dM/dt \propto t^{-5/3}$停止加热，因为压力梯度加速喷出物超过逃逸速度。抑制是陡峭的比Chevalier的幂律模型，通过邦迪吸积在一个转身半径。特征停止时间尺度为$\sim 10^5$ --类似GW 170817的$r$过程加热的$10^9$秒，其足够长以继续sGRB的持久发射。停止时间刻度对$r$过程的不确定性敏感。未来对回退停止的观测可能会限制年尺度上的$r$过程加热。
2021-09-03 astro-ph.HE astro-ph.SR
Ram-pressure stripping of a kicked Hill sphere: Prompt electromagnetic emission from the merger of stellar mass black holes in an AGN accretion disk
超大质量黑洞（SMBH）周围的吸积盘由于质量分离和盘气体力矩加速黑洞合并而成为恒星质量黑洞（BH）合并的理想场所。在这里，我们表明，在BH合并GW踢引起的BH希尔球内的气体的冲压压力剥离。如果$R_{H}\geq H$，盘的高度，在$a_{\rm BH} \sim 10^{3}r_{g}$的偏离中心的紫外耀斑出现在合并后的$t_{\rm UV} \sim \rm{O}(2 {\rm days})(a_{\rm BH}/10^{3}r_{g})(M_{\rm SMBH}/10^{8}M_{\odot})(v_{\rm kick}/10^{2}\rm{km/s})$内，并持续O $(R_{H}/v_{\rm kick}) \sim \rm{O}(5 t_{\rm UV}$）。耀斑的亮度为O（$10^{42}{\rm erg/s})(t_{\rm UV}/2{\rm days})^{-1}(M_{\rm Hill}/1M_{\odot})(v_{\rm kick}/10^{2}{\rm km/s})^{2}$ .活动星系核的光学/紫外光光度学在数周后发生变化，并形成不对称的宽发射线轮廓。如果是$R_{H}<H$，可检测性取决于光盘光学深度。大型光学巡天的后续工作针对小GW误差量和LIGO/Virgo触发器$>50M_{\odot}$进行了优化。
2019-09-30 astro-ph.GA astro-ph.HE
Compact binary merger and kilonova: outflows from remnant disc
从致密双星合并后的残留盘中发射出的外流对千诺瓦辐射可能有重要贡献。本文通过数值计算研究了吸积流和外流的结构。通过在超吸积盘中引入有限能量平流，由于粘性加热与平流和辐射冷却之和之间的不平衡，吸积流自然地发生流出。根据这种精神，我们重新审视合并流出喷出物的属性。我们的研究结果表明，大约$10^{-3} \sim 10^{-1} M_\odot$的光盘质量可以推出强大的外流。未结合质量的量随圆盘质量和粘度而变化。流出贡献的峰值亮度约为$10^{40} \sim 10^{41}$ erg/s。这种情况可以解释观测到的与短伽马射线暴相关的千诺瓦，包括最近的事件AT 2017 gfo（GW 170817）。
2018-01-29 astro-ph.HE
Electromagnetic Emission from Supermassive Binary Black Holes Approaching Merger
我们提出了第一个完全相对论性的预测电磁辐射从周围的气体的超大质量双黑洞系统接近合并。使用光线跟踪代码后处理数据从广义相对论3-D MHD模拟，我们生成的图像和光谱，并分析发射的光的视角依赖性。当吸积率相对较高时，环双星盘、吸积流和迷你盘结合在一起发出UV/EUV波段的光。我们测量了日冕辐射的热康普顿硬X射线谱;在高吸积率下，它几乎完全产生于小盘，但在低吸积率下，它也是小盘和吸积流的主要辐射机制。由于相对论性光束和引力透镜的作用，辐射功率的角分布具有很强的各向异性，尤其是在赤道面附近。
2018-06-14 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Chemical Evolution and Kilonova Implications of Post-Merger Accretion Disk Winds
Center for Theoretical Physics, Polish Academy of Sciences（波兰科学院理论物理中心）
研究并合后吸积盘风的化学演化及千新星效应，通过放射性衰变解释伽马射线暴与千新星的关系，探讨中子星合并后喷流的形成机制。
2026-02-01 astro-ph.HE
Accretion and Orbital Inspiral in Gas-Assisted Supermassive Black Hole Binary Mergers
许多星系的中心都可能有双超大质量黑洞（SMBH）。它们与周围气体的相互作用导致吸积和通过潮汐力矩交换角动量，促进双星螺旋上升。在这里，我们探讨了这两个过程之间的非平凡耦合，并分析了外部提供的环双星盘的全局属性取决于二进制吸积率。通过将我们的结果用内应力驱动的角动量通量来表示，我们给出了一个非常简单的可能的全局盘结构的分类，它不同于标准常数$\dot M$吸积盘解.双星潮汐对吸积的抑制，导致内部盘中大量的物质积累，加速了双星的螺旋上升。我们发现，一旦磁盘区域强烈扰动的粘性传输的潮汐扭矩超过二进制半长轴，二进制可以合并在小于其质量倍增时间，由于吸积。因此，与由恒星散射驱动的吸气不同，即使双星被嵌入相对较低质量的盘（低于其自身质量）中，气体辅助的合并也会发生。这对于解决SMBH双星的“最后秒差距”问题和理解宇宙中强大的引力波源具有重要意义。我们认为，在最近的一些模拟中发现的双星吸积的增强不能持续很长一段时间，不应该影响长期的轨道螺旋。我们还回顾了现有的模拟SMBH二进制磁盘耦合，并提出了一个数值设置，这是特别适合于验证我们的理论预测。
2016-02-16 astro-ph.GA astro-ph.HE
Electromagnetic Flares Associated with Gravitational Waves from Binary Black Hole Mergers in AGN Accretion Disks
本文研究了AGN盘内双黑洞并合产生的引力波事件GW190521相关的电磁耀斑，通过动力学模型分析外流、喷流头、喷流茧和盘茧四个组分的激波突破与冷却发射，发现外流或盘茧可解释观测信号，并给出了两者的最佳拟合光变曲线和光谱能量分布。
2024-09-27 astro-ph.HE
Binary Black Hole Mergers in Gaseous Environments: "Binary Bondi" and "Binary Bondi-Hoyle-Lyttleton" Accretion
在星系合并过程中产生的超大质量黑洞-黑洞（BHBH）双星是可探测到的引力波很有希望的来源。如果这样的合并发生在气体环境中，就有可能同时探测到电磁辐射和引力辐射，因为气体的搅动、冲击加热和吸积可能会产生电磁通量的变化和增强。这样的同步探测可以为研究引力物理学、吸积物理学和宇宙学提供大量的机会。我们调查这种情况下进行全面的广义相对论，流体动力学模拟合并，等质量，nonspinning BHBH二进制嵌入气体云。我们使用BSSN制定标准移动穿刺计条件和处理的流体力学通过高分辨率的冲击捕获（HRSC）计划的度量。我们认为这两个“二进制邦迪吸积”中的二进制是在休息相对于周围的气体云，以及“二进制邦迪-霍伊尔-Lyttleton吸积”中的二进制移动相对于气体云。气体云被假定为远离双星的均匀气体云，并由一个Γ-定律状态方程控制。我们使Γ在4/3和5/3之间变化。对于每个模拟，我们计算的气体流量和吸积率和估计的电磁光度由于韧致辐射和同步辐射。我们发现的证据显着增强的吸积率和光度的值为一个单一的黑洞的相同质量的二元。我们估计，对于一个10^6太阳质量的双星，在z=1时，密度为n~10/cm^3，温度为T~10^6 K的热气云中，这种亮度增强应该是可以用激光SST探测到的，最大值为L~3x10^43 erg/s，发射峰值在可见波段。
2009-12-14 astro-ph.HE gr-qc
Evolution of the Magnetized, Neutrino-Cooled Accretion Disk in the Aftermath of a Black Hole Neutron Star Binary Merger
由致密双星合并形成的黑洞-环面系统是伽马射线暴（GRB）的可能发动机。在合并后残留物的早期演化过程中，环的状态是由中微子冷却和磁驱动加热过程的组合决定的，因此现实的模型必须包括这两种影响。本文利用谱爱因斯坦程序（SpEC）研究了磁化黑洞-中子星双星系统的并合后演化.我们使用有限温度的核物质状态方程，并在泄漏近似下考虑中微子效应。为了达到所需的精度，我们介绍了改进的SpEC的实施广义相对论磁流体动力学（MHD），包括使用立方体球多面体网格和改进的方法处理超音速吸积流原始变量恢复是困难的。我们发现，种子磁场触发一个持续的热源，但其热效应在很大程度上被抵消的吸积和扩展的环面从MHD相关的角动量输运。中微子光度在模拟开始时达到峰值，然后在前20 ms显著下降，但磁化和非磁化磁盘的方式大致相同。加热速率和盘的光度在此后下降得慢得多。这些演化特征对网格结构和分辨率、MHD方程的公式化和种子场强度不敏感，尽管湍流效应并不完全收敛
2017-10-20 astro-ph.HE gr-qc
Accretion disks around binary black holes of unequal mass: GRMHD simulations of postdecoupling and merger
我们报告的结果，从放松磁盘初始数据开始，在广义相对论的磁化磁盘吸积合并黑洞二进制的模拟。模拟的特点是一个有效的，快速的辐射冷却计划作为未来治疗的限制情况下，辐射转移。在这里，我们通过螺旋和合并来演化双星-盘解耦后的系统，并用$q\equiv m_{\rm bh}/M_{\rm BH}=1,1/2,$和$1/4$来分析双星质量比对系统演化的依赖性。我们发现与局部冷却相关的光度大于与物质动力学流出相关的光度，而与磁场能量的整体传输相关的电磁（坡印廷）光度最小。合并时冷却的光度只比单个非旋转黑洞的光度小一点点。初始喷流的发射与质量比无关，而同一初始盘在单个非旋转黑洞上吸积并不像预期的那样导致喷流。对于所有的质量比，我们看到一个短暂的行为，在准直，磁化流出持续$2-5 ( M/10^8M_\odot ) \rm days$合并后：流出变得越来越磁主导和加速到更高的速度，提高坡印廷光度。这些突然的变化可以改变整个喷流的电磁辐射，并可能有助于区分活动星系核中的黑洞合并，从单吸积黑洞喷流形态的基础上。
2014-12-03 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Abundances and Transients from Neutron Star-White Dwarf Mergers
本文系统地研究了中子星-白矮星双星并合的全过程，重点研究了吸积盘中的流入流和流出流的性质及其电磁辐射。使用人口合成模型，我们确定了一个子集，这些双星中的白矮星同伴经历不稳定的质量转移和完整的潮汐破坏，形成一个大的吸积盘周围的中子星。该物质的演变根据对流为主的吸积盘模型与核燃烧，中微子排放，和磁盘表面风喷射。整个过程的极端动态已经证明很难进行分析，因此目前对这些特性的了解很少。合并的流出物富含铁和镍，产生了由放射性铁型同位素衰变提供动力的光学和红外辐射，通过SuperNu光曲线代码计算。我们发现这些系统能够提供明亮的，但短暂的，光学瞬变与电源的潜力伽马射线暴。
2022-09-26 astro-ph.HE
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
