SWIFT J1910.2-0546: A possible black hole binary with a retrograde spin or truncated disk
我们提出的第一个结果，从长期（51 ks）XMM-牛顿观测银河X射线双星斯威夫特J1910.2-0546在中间状态，在其2012年爆发。一个明确的，不对称的铁发射线的观察和物理动机的模型被用来充分描述的发射线轮廓。与其他处于中间光谱状态的源不同，斯威夫特J 1910.2 -0546的内吸积盘似乎被截断，在90%的置信限下，内半径为\rin $=9.4^{+1.7}_{-1.3}$ \rg \。准周期振荡也被发现在约4.5和6赫兹，这与基础的宽带噪声的中断频率以及相关。假设线发射跟踪的ISCO，一般预期的中间状态，目前的观察斯威夫特J1910.2-0546可能提供最好的证据，可能逆行恒星质量黑洞的自旋参数$a< -0.32 cJ/GM^2$（90%置信度）。虽然这是一个有趣的可能性，也有一些替代方案，不需要逆行旋转。例如，在这种情况下，内吸积盘可能会在异常高的光度下被截断，可能会遭受频繁的蒸发/冷凝，或者它可能会通过相对论性喷流中的质量损失而持续排空。需要进一步的观察来区分这些不同的解释。
2013-10-01 astro-ph.HE
Migration of massive black hole binaries in self--gravitating accretion discs: Retrograde versus prograde
研究了在自引力逆行环双星盘中迁移的黑洞双星的质量传递、吸积和引力矩之间的相互作用。直接比较与一个完全相同的双折射盘表明：（i）由于没有共振，腔的大小是一个因素a（1+e）小逆行盘;（ii）尽管如此，收缩的圆形二进制的半长轴，a，是相同的，在这两种情况下;（iii）一个圆形的二进制逆行盘仍然是圆形的，而偏心的二进制变得更加偏心。对于非圆双星，我们测量了轨道衰减率和偏心率增长率的指数，只要双星轨道在其盘平面内。此外，对于这些共面系统，我们发现，相互作用（~非零扭矩）源于仅从腔边缘加上a（1+e）在光盘，即为动力学的目的，光盘可以被视为一个小的径向范围的环。我们发现，简单的“尘埃”模型，其中的二进制盘的相互作用是纯粹的引力可以占所有主要的数值结果，无论是对逆行和逆行盘。此外，我们还讨论了高偏心双星发生不稳定性的可能性，使它离开盘平面，长期倾斜和收敛到一个椭圆系统。结果表明，自引力盘中双星存在两种稳定的构型：一种是特殊的圆形逆行构型，另一种是偏心（e~ 0.6）的椭圆形构型。
2013-07-24 astro-ph.HE gr-qc
The Central Engine Structure of 3C120: Evidence for a Retrograde Black Hole or a Refilling Accretion Disk
宽线射电星系3C 120是一个强大的X射线和射电辐射源，包括超光速喷流。我们报告了我们对2006年拍摄的160 k朱雀数据的重新分析，之前由Kataoka等人（2007）进行了检查。光谱拟合的XIS和HXD/PIN数据在0.7-45千电子伏的范围内揭示了一个定义明确的铁K线复杂的一个狭窄的Ka核心和相对论性扩大的功能一致的发射从内部区域的吸积盘。此外，圆盘的内部区域似乎被截断，其内半径r_in = 11.7^{+3.5}_{-5.2} r_g。如果我们假设荧光铁线特征终止于最内部稳定圆轨道（ISCO），我们在90%的置信水平下测量到a < -0.1的黑洞自旋。在99%的置信水平下，可以排除快速旋转的黑洞（a > 0.8）。或者，圆盘可以在快速钻孔的ISCO之外被截断。最令人信服的情况是，在这些观测之前，盘的内部区域可能被灾难性的不稳定性破坏/弹出。
2012-05-14 astro-ph.HE
Prograde and Retrograde Black Holes: Whose Jet is More Powerful?
已知黑洞吸积盘系统的流出效率（eta）取决于黑洞自旋（a）和穿过黑洞和吸积盘的大尺度磁通量的量。半解析通量捕获模型表明，逆行BH应捕获更多的大规模磁通量附近的BH导致更高的η比逆行BH。我们自洽地确定了大量的大规模磁通量捕获的快速自旋（a = -0.9和0.9）BH使用全球三维时间相关的非辐射广义相对论磁流体动力学模拟厚（h/r ~ 0.3-0.6）盘。我们发现，BH捕获的通量建立，直到它是强大到足以破坏内部吸积盘。与先前的通量捕获模型相反，该模型不包括磁盘上的磁通量的反向反应，我们的模拟显示，逆BHs捕获更多的磁通量，导致约3倍的eta比逆行BHs为|a| = 0.9。两种旋转方向都可以产生高效的射流，η ~ 100%，随着圆盘厚度的增加，η增加。逆时针和逆行黑洞的η相似性使得仅基于喷流能量学来推断黑洞自旋的符号具有挑战性。
2012-03-28 astro-ph.CO astro-ph.HE
Magnetically Driven Retrograde Precession in Misaligned Black Hole Accretion Flows
针对非对齐黑洞吸积流喷流进动的传统LT效应解释局限，通过三维广义相对论磁流体动力学模拟发现强磁化环境下由极向磁场磁扭矩驱动的逆行新进动，为喷流进动提供新解释。
2025-10-29 astro-ph.HE gr-qc
Misaligned accretion on to supermassive black hole binaries
我们提出了高分辨率的数值模拟结果的气体云下降到双超大质量黑洞，形成环二吸积盘，与逆行和逆行云轨道。我们探索了一系列的云质量和冷却速率。我们发现，对于低质量的光盘，冷却速度足够快的碎片，逆行光盘是显着较短的寿命比类似的光盘逆行相对于二进制。对于所有质量的破碎盘，我们还发现，破碎盘在一个较窄的径向区域内破碎。如果冷却是足够慢的光盘进入一个自我调节的gravitoturbulent制度，我们发现，光盘和二元平面之间的对齐发生在一个时间尺度上，主要由光盘厚度决定。我们估计现实的冷却时间，这样的光盘，并发现，在大多数情况下，我们希望发生碎片。低质量碎片逆行盘的较长寿命使它们能够推动重要的双星演化，并可能提供解决“最后秒差距问题”的机制。
2014-09-12 astro-ph.HE
Spin Evolution of Stellar-mass Black Holes Embedded in AGN disks: Orbital Eccentricity Produces Retrograde Circumstellar Flows
活动星系核吸积盘中恒星质量黑洞（sBH）的自旋演化是活动星系核通道中双星黑洞（BBH）合并事件产生引力波的重要过程。由于嵌入的sBH被环绕恒星的盘（CSD）包围，CSD气体流的旋转决定了它吸积的角动量的方向。在这封信中，我们使用全球2D流体动力学模拟表明，而磁盘嵌入sBH的圆形轨道上的背景吸积盘的初始逆行开普勒剪切转换成一个cardedecSD流，在经典的图片同伴磁盘相互作用理论，适度的轨道偏心率可能会破坏稳态潮汐扰动，并保持逆行CSD流周围的sBH。CSD取向的这种切换发生在与局部声速几乎成比例的过渡偏心率处。这种分叉的CSD流和其后的自旋方向的SBH导致形成的人口几乎反对齐的SBH，并应纳入未来的人口模型的SBH和BBH的演变。
2022-03-25 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.HE
Retrograde binaries of massive black holes in circum-binary accretion discs
本文研究了当双星与气体共面且气体反向旋转时，大质量黑洞双星嵌入环双星气盘中的硬化现象。次级黑洞与气体反方向旋转，受到来自气体动力学摩擦和部分黑洞直接吸积的阻力，利用二维流体动力学网格模拟研究了吸积规则的改变对次级黑洞动力学的影响，进而影响到二进制硬化和偏心率的演化.我们发现，现实的吸积处方导致的结果不同，从那些推断假设吸积的所有气体内的罗氏波瓣的二级黑洞。不同的吸积处方会导致不同的圆盘表面密度，从而改变黑洞的动力学。一些代表性案例的完整3D SPH实现，在较短的时间间隔内运行，验证了在计算要求较低的2D模拟中观察到的一般趋势。最初圆形的黑洞双星只稍微增加它们的离心率，然后在它们变硬时围绕小的值（<0.1）振荡。相比之下，最初的偏心二进制变得越来越偏心。描述黑洞的吸积动力学的半解析模型只探讨了在一个未受干扰的逆行盘的二进制的后期演化阶段，以说明如何偏心率随时间的演变关系到下面的表面密度分布的形状。
2016-04-05 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Close Encounters of Stars with Stellar-mass Black Hole Binaries
许多天体物理环境，从星团和球状星团到活动星系核的圆盘，都以恒星和它们留下的致密物体之间的频繁相互作用为特征。在这里，使用一套$3-D$流体动力学模拟，我们探索的结果之间的密切相互作用$1M_{\odot}$恒星和二元黑洞（BBHs）在引力波制度，导致潮汐破裂事件（TDE）或纯散射，专注于吸积率，反作用的BH二元轨道参数和增加的二元BH有效自旋。我们发现，TDEs可以作出显着的影响，这往往是不同于纯散射的双星轨道。经历逆行TDE的双星倾向于加宽（硬化）达$\simeq 20\%$。最初的圆形双星通过$\lesssim 10\%$通过逆时针或逆时针TDE变得更加偏心，而最初偏心双星的偏心率通过逆时针（逆时针）TDE通过$\lesssim 5\%$增加（减小）。总的来说，单一的TDE通常可以导致引力波驱动的合并时间尺度按阶数单位的变化。这两个黑洞的吸积率都是非常高的超爱丁顿，在轨道周期的时间尺度上显示出调制（优先用于逆行TDE），这可能是BBH驱动的TDE的特征。顺向TDEs导致有效自旋参数$χ$随$\lesssim 0.02$而变化，而逆向TDEs则为$χ\gtrsim -0.005$。
2022-08-02 astro-ph.GA astro-ph.HE
Jets in Magnetically Arrested Hot Accretion Flows: Geometry, Power and Black Hole Spindown
我们提出了九个模拟的辐射效率低的磁制动盘（MAD）在不同值的黑洞自旋参数$a_*$：$-0.9$，$-0.7$，$-0.5$，$-0.3$，0，0.3，0.5，0.7和0.9的结果。每次模拟都运行到$t \gtrsim 100,000\,GM/c^3$，以确保盘流入平衡到大半径。我们发现，饱和磁通量水平，因此也喷气功率，MAD磁盘强烈依赖于黑洞自旋，证实了以前的结果。顺行盘在更高的相对磁通量下饱和，并且具有比逆行盘更强大的喷流。带有旋转黑洞的MAD自然会发射具有广义抛物线轮廓的喷流，其宽度随与黑洞的距离的幂而变化。当距离达到$100\;GM/c^2$时，幂律指数为$k \approx 0.27-0.42$。有一个很强的相关性之间的磁盘喷流的几何形状和无量纲的磁通量，导致在赤道吸积流附近的黑洞和更广泛的喷流，逆行系统相比，显示薄的系统。顺行和逆行的MAD也表现出不同的趋势，在磁盘的变化：吸积率的变化增加，随着旋转的$a_*>0$和$a_*\lesssim 0$几乎保持不变，而磁通量的变化表现出相反的趋势。处于MAD状态的喷流从黑洞中带走的角动量比吸积的要多，有效地使黑洞向下旋转。如果来自自然界MAD系统的强大喷流持续存在，这种角动量的损失将显著降低宇宙时间内的黑洞旋转。
2022-01-27 astro-ph.HE
Electromagnetic Emission and Orbital Evolution of Eccentric Supermassive Black Hole Binaries in Retrograde Disks
Institute of Science and Technology Austria (ISTA)（奥地利科学技术研究院）；Niels Bohr International Academy, Niels Bohr Institute（尼尔斯·玻尔国际学院，尼尔斯·玻尔研究所）；Space Telescope Science Institute（太空望远镜科学研究所）；Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）；Columbia University（哥伦比亚大学）；New York University（纽约大学）
本文通过流体动力学模拟研究逆行共转盘中的偏心超大质量双黑洞，发现不同小盘旋转方向导致圆形或偏心内旋，并预测了可探测的电磁辐射。
2026-09-10 astro-ph.CO astro-ph.HE
The Jet-Disk Boundary Layer in Black Hole Accretion
磁场线被吸积等离子体捕获在黑洞的事件视界中。如果被捕获的场线中有少量的等离子体，那么它们的运动就由它们在视界上的支点控制，从而也就由黑洞的自旋控制。在本文中，我们调查之间的边界层轻负荷极场线和密集，赤道吸积流。我们提出了一个分析模型对齐的反吸积和逆行吸积系统，并认为有显着的剪切在大多数半径的所有黑洞自旋在这个“喷盘边界”。专门逆行对齐的吸积，模型预测最强的剪切，我们数值计算表明，喷射盘边界是不稳定的。由此产生的混合层间歇性地将等离子体加载到被捕获的场线上，在那里等离子体被加热，被迫与孔一起旋转，并允许向外逃逸到射流中。在一种情况下，我们使用拉格朗日示踪粒子详细跟踪质量加载，并发现时间平均质量加载速率约为0.01 Mdot。
2021-04-14 astro-ph.HE
Mergers of black hole binaries driven by misaligned circumbinary discs
本研究通过流体动力学模拟发现，质量仅为双星百分之几的未对准环绕盘可借助ZKL振荡显著提高黑洞双星偏心率，并可能缩短并合时间。
2023-11-16 astro-ph.HE
Runaway Eccentricity Growth: A Pathway for Binary Black Hole Mergers in AGN Disks
本研究首次开展AGN盘中顺行与逆行偏心双黑洞的高分辨率三维模拟，发现逆行双黑洞偏心率会失控增长可加速并合，顺行双黑洞收缩时保持中等偏心率，且盘驱动进动可抑制相关共振与循环。
2023-12-18 astro-ph.GA astro-ph.HE
Estimating the spin of the black hole candidate MAXI J1659-152 with the X-ray continuum-fitting method
MAXI J1659-152是一颗瞬变X射线双星，其中包含一颗黑洞候选者。MAXI J1659-152于2010年9月25日在其唯一已知的爆发中被发现。先前发表的关于这次爆发的研究表明，MAXI J1659-152可能具有极端的逆行自旋，如果得到证实，将为黑洞自旋的起源提供重要线索。本文利用\cite{Torres2021}提供的更新的动力学双星系统参数（即黑洞质量、轨道倾角和源距），分析了\emph{RXTE} /PCA的65个MAXI J1659-152的光谱，以评估自旋参数。最终选择9个光谱匹配我们的$f_{\mathrm{sc}} \lesssim 25 \%$，软态标准，我们应用相对论薄盘光谱模型\texttt{kerrbb2}超过3.0-45.0 keV。我们发现倾斜角与自旋成反比，考虑到倾斜角的可能值，我们通过X射线连续拟合将自旋约束为90%置信区间的$-1 < a_{*} \lesssim 0.44$。我们只能排除极端的正旋转。我们确认，一个极端的逆行的解决方案是可能的，并不排除考虑吸积扭矩的年轻的系统。
2021-12-07 astro-ph.HE
A New Approach to Constrain Black Hole Spins in Active Galaxies Using Optical Reverberation Mapping
通过对H β宽谱线的反射测绘，研究了约50个活动星系核的宽谱线区（BLR）的大小与光学光度之间的关系。R_blr-L关系源于简单的光电离考虑。利用广义相对论模型的光学厚，几何薄吸积盘，我们表明，电离光度共同依赖于黑洞质量，吸积率，和自旋。电离光度和光学光度之间的非单调关系导致了BLR尺寸和光学光度之间的复杂关系。我们发现，混响滞后的H β的变化连续非常敏感地依赖于黑洞自旋。对于逆行自旋，盘是如此的冷，以至于BLR中的电离光子不足，导致氢电离前沿随着光学亮度的增加而收缩，从而缩短了Hbeta滞后。这种效应在经历倒吸积的亮类星体中尤为显著，表现为对正则R_blr-L关系的强烈偏离。这可能导致一种方法来估计类星体的黑洞自旋和研究它们的宇宙演化。与此同时，对于当前反射映射的活动星系样本，所观察到的R_blr-L关系的小散射意味着这些源中的大多数具有快速旋转的黑洞。
2014-08-11 astro-ph.HE
The evolution of a binary in a retrograde circular orbit embedded in an accretion disk
超大质量黑洞双星可能是星系合并的结果。逆行和逆行轨道都被提出。我们研究了一个小的质量比，q，在逆行轨道沉浸在一个气体吸积盘和相互作用，以估计的时间尺度向内迁移导致合并和吸积率的第二个组件。我们采用半解析方法和二维数值模拟，重点放在的情况下，二进制的质量比很小，但足够大，显着扰动磁盘。我们开发的理论，I型迁移的这种情况下，并确定间隙形成的条件，发现然后向内迁移发生在一个时间尺度上，等于所需的时间的一半的二次质量通过未扰动磁盘吸积，吸积到二次只扮演一个次要的角色。半解析和全数值方法是在很好的协议，前者适用于长时间尺度。由与盘的相互作用引起的向内迁移使最后的秒差距问题更加复杂。吸积到次级上不会显著影响轨道演化，但可能对高吸积效率产生观测结果。双星可能会出现两个辐射源围绕彼此旋转。这项研究应扩大到考虑具有显著偏心率的轨道和小尺度重力辐射的影响。还要注意的是，作用在环双星盘和逆行双星轨道之间的扭矩可能会导致相互倾斜在时间尺度上增加，这可能与轨道演化相似，或小于轨道演化，这取决于详细的参数。这也是今后研究的一个方面（略）。
2014-10-13 astro-ph.HE
Orbital evolution of binary black holes in active galactic nucleus disks: a disk channel for binary black hole mergers?
我们对嵌入在活动星系核（AGN）吸积盘中的等质量双星黑洞（BBH）进行了一系列高分辨率的二维流体动力学模拟，以研究这些双星是否能被周围的气体驱动而合并.我们发现，引力软化采用的BBH有一个深刻的影响，这一结果。当软化是小于百分之十的二进制分离，我们表明，在最近的模拟孤立的等质量的二进制协议，BBH扩展的时间，而不是合同。然而，最终，双星分离变得足够大，以至于中心活动星系核的潮汐力将它们破坏。只有当软化相对较大时，我们才发现无定形BBHs变硬。我们确定通过详细的分析的二进制扭矩，这种二分法是由于损失的螺旋结构的circum-single磁盘绕每个BH时，软化是一个显着的分数的二进制分离。正确地解决这些螺旋-既有高分辨率和小软化-结果在一个重要的来源，二进制角动量。只有逆行BBHs我们发现一致的硬化，无论软化，因为这些BBHs缺乏重要的螺旋结构，在其circum-single磁盘。这表明，气体驱动的逆行双星的inspiral可以产生人口的紧凑BBH的引力波发射制度在AGN磁盘，这可能有助于观察到的BBH合并的很大一部分。
2021-03-08 astro-ph.HE
Accretion mediated spin-eccentricity correlations in LISA massive black hole binaries
本研究探究LISA频段内合并前一年、嵌入环双星盘的等质量大质量黑洞双星的自旋-偏心率关联，发现逆行吸积系统中可测偏心率与负有效自旋强相关，顺行吸积则相反，为揭示其形成通道提供新途径。
2024-10-11 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
The Multiple Paths to Merger of Unequal-Mass Black Hole Binaries in the Disks of Active Galactic Nuclei
本文系统研究AGN盘内不等质量黑洞双星早期轨道演化，揭示顺行与逆行双星在旋近速率、偏心率演化和质量比变化上的显著差异，为未来引力波观测提供理论依据。
2025-05-08 astro-ph.GA astro-ph.HE
Aligning Retrograde Nuclear Cluster Orbits with an Active Galactic Nucleus Accretion Disc
本文研究了极轨和逆行轨道天体与活动星系核盘的相互作用，发现逆行恒星比顺行恒星捕获更快且轨道半长轴急剧减小，同时揭示了恒星黑洞向顺行或逆行轨道衰减的临界角，为AGN盘内天体演化及引力波探测提供了新见解。
2023-05-17 astro-ph.GA astro-ph.HE
The low or retrograde spin of the first extragalactic microquasar: implications for Blandford-Znajek powering of jets
在黑洞X射线双星中，向高质量吸积率的转变与强大的相对论运动喷流的喷射有关。驱动这些事件的机制被认为与黑洞的角动量（自旋）、通过圆盘的吸积速率或两者的某种组合有关。我们可以通过比较喷流动力的代用指标和尾旋的估计值来尝试区分这些可能性。由于达到爱丁顿速率的源数量很少，因此被建议作为“标准烛光”，最近有很多关于喷流功率和自旋之间是否存在显着相关性的争论。我们进行连续拟合的高品质，光盘占主导地位的XMM牛顿光谱的河外微类星体中发现的M31。假设自旋为π，我们发现，对于合理的约束，自旋总是很低的（在3 σ时a < 0.15）。当结合一个代理射流功率来自最大的5 GHz的无线电光度在明亮的耀斑事件，我们发现，该源位于远高于先前报道的，上升的相关性，这将表明，自旋攻丝是占主导地位的机制为动力的喷气机。值得注意的例外情况要求倾角小得不可思议，或者喷流非常快。我们调查了这是否可能是选择仅逆行自旋的副产品，发现数据在统计上有利于相同约束的基本逆行自旋（3 σ < -0.17）。虽然理论上不太可能，但这一非凡的发现可能证实了逆行自旋可以通过自旋敲击来为这种喷流提供动力，就像某些射电类星体所建议的那样。无论是哪种情况，这项工作都证明了研究当地河外微类星体的价值，这是更好地理解喷气式飞机发射物理学的一种手段。
2014-01-08 astro-ph.GA astro-ph.HE
The Evolution of Inclined Binary Black Holes in the Disks of Active Galactic Nuclei
本文首次通过三维高分辨率局部剪切盒流体力学模拟，研究AGN盘内不同倾角双黑洞的演化，发现逆行双星收缩更快且会被驱动至共面，并穿越可激发大偏心率的倾角区间，从而可能促进并合。
2023-10-30 astro-ph.GA astro-ph.HE
Dynamical Friction Models for Black-Hole Binary Formation in AGN Disks
本文通过N体模拟研究AGN气体盘中动力学摩擦对恒星级黑洞双星形成的影响，发现有效摩擦时标满足一定条件时可促进双星形成，且顺行与逆行双星分别由强弱摩擦主导，并给出了形成率随摩擦强度的变化。
2024-01-13 astro-ph.HE
Angular emission patterns of remnant black holes
本文用Teukolsky方程的解描述了双黑洞合并的引力辐射，该方程预测了辐射的时间依赖性和角分布。许多研究都利用黑洞光谱来研究衰荡波的时间特性。在这项工作中，我们进一步研究的空间分布，通过引入一个全球的拟合过程在时间和空间的依赖性，提出一个更完整的测试广义相对论。我们表明，自旋加权球谐函数是更好的表示的振铃角发射模式相比，自旋加权球谐函数。这些差异在数值相对论波形中是可以区分的。我们还研究了祖先双星性质与准正规模激发之间的相关性，包括高阶角模、泛模、逆模和逆模。具体地说，我们发现，逆行模式的激发是占主导地位的剩余自旋是反对齐的二元轨道角动量。本研究旨在提供一个分析策略，并启发未来的发展，衰荡测试使用真正的引力波事件。
2022-01-05 astro-ph.HE gr-qc
Mass Transport, Turbulent Mixing, and Inflow in Black Hole Accretion
本研究利用广义相对论磁流体动力学模拟中的拉格朗日示踪粒子，分析了黑洞吸积流中的质量传输与混合，发现MAD状态比SANE具有更快的内流与混合速度，且初始环面质量对晚期演化影响显著。
2025-09-17 astro-ph.HE
McFACTS II: Mass Ratio--Effective Spin Relationship of Black Hole Mergers in the AGN Channel
New Mexico State University（新墨西哥州立大学）；Center for Computational Astrophysics, Flatiron Institute（计算天体物理中心，平顿研究所）；Department of Astrophysics, American Museum of Natural History（美国自然历史博物馆天体物理学系）；Department of Science, BMCC, City University of New York（纽约市立学院科学系，纽约市立大学）；Graduate Center, City University of New York（纽约市立大学研究生中心）；Gravitational Astrophysics Laboratory, NASA Goddard Space Flight Center（引力天体物理学实验室，NASA戈达德太空飞行中心）；Center for Computational Relativity and Gravitation, Rochester Institute of Technology（计算相对论与引力中心，罗切斯特理工学院）
研究AGN盘参数对LVK紧凑双星质量分布的影响，发现高密度、短寿命AGN盘更易产生质比与有效自旋的反相关性，并偏好质比初始分布为M^{-2}。
2025-09-24 astro-ph.GA astro-ph.HE
Black-hole jets without large-scale net magnetic flux
我们提出了一个方案发射相对论性射流从旋转黑洞，在小规模的磁通量环，维持盘湍流，被迫膨胀和开放的黑洞和吸积流之间的差异旋转。这种机制不需要在吸积等离子体中存在大尺度的净磁通量。估计表明，这一过程可以在许多系统中有效地运作，特别是在吸积流逆行时自然有效。我们提出了广义相对论无力电动力学模拟的结果，证明了黑洞的磁层的时间演化，周期性形成的喷流，和磁重联的效果。喷流在约10-10^3 r_ g/c的时间尺度上变化很大，其中r_g是黑洞的引力半径。在模拟中观察到的重连电流片可能是吸积黑洞发射硬X射线的原因。
2014-10-01 astro-ph.HE
The evolution of a supermassive retrograde binary embedded in an accretion disk
本文讨论了一个嵌入在吸积盘中的质量比q不等的大质量双星的主要研究结果，该双星的轨道旋转与吸积盘的轨道旋转相反。当质量比足够大时，在盘中打开间隙，但是间隙形成的机制与压差情况非常不同。向内的迁移发生在t_ev ~ M_p/（dot M）的时间尺度上，其中M_p是质量较小的组分（微扰子）的质量，dot M是吸积率。当q<< 1时，吸积主要发生在质量较大的组分上，微扰子的吸积速率小于或约为q^（1/3）M。然而，当考虑超大质量双黑洞和引力波发射很重要时，这个速率会增加。我们估计了一个典型的持续时间的吸积到扰动和引力波可以检测到。
2016-04-04 astro-ph.GA astro-ph.HE
Signatures of black hole spin in galaxy evolution
我们探讨黑洞自旋和活动星系核功率之间的联系，解决的后果，在最近的文献中的假设，即吸积盘和黑洞之间的间隙区域是根本的产生强大的，自旋相关的，水平线程磁场。在附加的假设下，在AGN的喷流和外流产生的Blandford-Znajek和Blandford-Payne机制，我们表明，最大的喷流/外流功率达到吸积到黑洞具有高度逆行的自旋参数，一个充满活力的激发，但不稳定的引力磁配置。
2009-05-29 astro-ph.CO astro-ph.HE
Gas dynamical friction as a binary formation mechanism in AGN discs
该研究通过三体积分模拟探究气体动力学摩擦对活动星系核盘中恒星质量黑洞运动的影响，发现其可促进近开普勒双星形成，明确了俘获参数范围及双星特性随碰撞参数的变化趋势，表明该机制普遍且能形成多样双星。
2023-07-14 astro-ph.HE
The final parsec problem: aligning a binary with an external accretion disc
本文研究了双星系统（如两个超大质量黑洞或两颗恒星）与具有错位角动量的外吸积盘的相互作用。这种情况发生在涉及超大质量黑洞的星系合并事件中，以及星团中恒星质量双星的形成中。我们计算了双星与盘之间的引力矩，并证明了当双星与盘之间的角动量J_b，J_d的初始取向足够逆行时，特别是当它们之间的夹角θ服从cos（θ）< -J_d/2 J_b时，它们的角动量J_b，J_d在短于中心吸积体质量增加时间的时间内稳定地反向排列。在此过程中J_b的大小保持不变。反向排列可以促进超大质量黑洞双星的快速合并，并可能在双星系统中形成共面但逆行的行星。
2011-07-25 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Estimating the black hole spin for the X-ray binary MAXI J1820+070
MAXI J1820+070是新发现的X射线黑洞双星，其动力学参数黑洞质量、倾角和源距最近得到了估计。\emph{Insight} -HXMT从2018年3月14日起观测到了它的整个爆发。在这项工作中，我们试图估计自旋参数$a_*$，使用连续拟合方法和应用一个完全相对论薄盘模型的软态光谱\emph{Insight} -HX MT。众所周知，在这种方法中，$a_*$强烈地依赖于三个动力学参数，并且我们已经检查了两组参数。采用我们的首选参数：$M$ = $8.48^{+0.79}_{-0.72}~M_\odot$，$i=63^\circ\pm3^\circ$和$D=2.96\pm0.33$ kpc，我们发现了一个慢自旋的黑洞$a_*=0.14 \pm 0.09$（$1σ$），它的自旋参数与大多数其它系统一样，是近似的.而如果取不同的动力学参数，黑洞也有可能具有逆行自旋（小于0）。
2021-06-02 astro-ph.HE
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
Alignment of supermassive black hole binary orbits and spins
最近对超大质量黑洞双星吸积的研究表明，大多数，也许是大多数，物质最终会吸积到一个或另一个黑洞上。如果是这样的话，那么对于那些通过与外部气体的相互作用而使螺旋从~1 pc上升到0.001 - 0.01 pc的双星，双星轨道轴和单个黑洞自旋都可以通过与这种气体的角动量交换而重新定向。这里我们证明，除非双星的质量比远不是1，否则单个空穴的自旋在比双星轨道轴与进入的环双星气体的角动量方向对齐短几倍到100倍的时间内与双星轨道轴对齐;次级的自旋比初级的自旋对齐快~（m_1/m_2）^{1/2}>1。因此，双星就像一个稳定剂，所以对于气体驱动的系统，黑洞的自旋很可能彼此对齐（或者如果逆行吸积是常见的话，则是反向对齐），并与双星的轨道轴对齐。这种对齐可以显著降低随后的黑洞合并所导致的反冲速度。
2013-07-24 astro-ph.HE
How well can we measure supermassive black hole spin?
超大质量黑洞的自旋是黑洞的两个基本性质之一，它对理解黑洞的吸积过程和星系演化具有重要意义。然而，在这些早期的自旋测量中，自旋约束的一致性和再现性一直是一个挑战。在这里，我们专注于活动星系核（AGN）的X射线光谱建模，检查我们如何才能真正返回已知的反射参数，如在标准条件下的自旋。我们已经创建并拟合了超过4000个模拟的Seyfert 1光谱，每个光谱具有375个$\pm$ 1 k计数。我们评估了反射分数为$R$ = 1以及反射主导活动星系核与$R$ = 5的拟合。我们还研究了允许适合搜索逆行旋转的后果。在一般情况下，我们发现，大多数参数被高估时，光谱被限制在2.5 - 10.0千电子伏的制度和模型是不敏感的内发射率指数和电离。当带通扩展到70 keV时，参数被更准确地估计。对$R$ = 5重复这一过程会降低我们测量光子指数的能力（$\sim$ 3到8%的误差和高估），但会提高所有其他参数的精度--最明显的是电离，对于低电离参数（$ξ$ $<$ 200 erg cm $\rm{s^{-1}}$），电离受到更好的约束（$\pm$ 45 erg cm $\rm{s^{-1}}$）。在所有的情况下，我们发现自旋参数只有最快速旋转的超大质量黑洞（即$a$ $>$ 0.8到大约$\pm$ 0.10）才能很好地测量，并且内部发射率指数从未得到很好的约束。允许我们的模型搜索逆行旋转并没有改善结果。
2016-02-29 astro-ph.HE astro-ph.IM
Imprints of black hole charge on the precessing jet nozzle of M87*
通过将M87*倾斜吸积盘粒子运动建模为Kerr-Newman黑洞球面轨道，研究电荷对喷流进动周期的影响，发现进动周期随电荷增加而增加，并利用观测周期约束自旋、电荷与翘曲半径关系，为多信使天文学时代约束黑洞参数提供了新途径。
2024-11-12 astro-ph.HE gr-qc hep-th
The Spin of M87*
既然已经用不同的方法非常精确地测量了M87星系中心黑洞的质量，那么需要估计的克尔度规的剩余参数是自旋a*。我们建立了测量的平均功率的相对论性喷流和上限的质量吸积率到黑洞与广义相对论磁流体动力学模型的射流形成。这使我们能够导出对a* 和黑洞磁通量φ的约束。我们发现，在逆时针情况下，M87* 的自旋和磁通量的下限为a* > 0.4和φ> 6，在逆时针情况下，a* > 0.5和φ> 10，否则黑洞不能提供足够的能量来驱动观测到的喷流。这些结果表明，M87* 至少有一个中等的自旋，并且不赞成以被称为“SANE”的低phi值为代表的各种模型，这表明M87* 更喜欢磁制动盘状态。我们讨论如何不同的估计喷流功率和吸积率可以影响a* 和φ。
2019-07-06 astro-ph.HE
Nuclear Ignition of White Dwarf Stars by Relativistic Encounters with Rotating Intermediate Mass Black Holes
我们提出的结果从广义相对论计算的核点火的白矮星附近遇到的旋转中等质量的黑洞与不同的自旋和排列参数触发。这些相遇创造了Ia型超新星的热核环境特征，能够以任意比例产生钙和铁族元素，主要取决于相互作用的接近程度，这是核合成的强减速剂。我们探讨了黑洞自旋和自旋轨道对齐燃烧产物合成的影响，以确定他们是否也能够缓和反应流。当归一化到等效的撞击穿透，占帧拖动校正，自旋的影响是微弱的，不超过25%，测量的核能释放和质量的燃烧产物，即使是近最大旋转的黑洞。与不旋转的黑洞或逆行轨道相遇相比，在逆轨道上的恒星更接近黑洞，并产生更多的未结合碎片和铁族元素，质量转换效率超过50%。碎片中含有几种放射性同位素，最值得注意的是Ni 56，其数量与正常的Ia超新星相比，产生了亚发光（但仍然可以观察到）的光变曲线。
2019-10-02 astro-ph.HE
A unified framework for X-shaped radio galaxies
我们提出了一个完全不同的图片X形射电星系相比，现有的模型之间的冷模式吸积低自旋逆行黑洞和低自旋逆黑洞的过渡对象。该模型解释了它们较小的平均黑洞质量，与孤立的环境相比，它们对集群的普遍厌恶，尽管它们形成的时间不同，但初级和次级喷流之间的光谱指数差异可以忽略不计，它们在最强大的射电类星体和射电星系中的缺席，以及它们与难以捉摸的FRI类星体的联系等。它们形成的关键是史瓦西黑洞上的冷气体吸积。
2019-12-22 astro-ph.GA astro-ph.HE
Distribution of orbital inclinations for tidal disruption events by Kerr black holes
本研究针对克尔黑洞潮汐瓦解事件，考虑倾角保持与各向同性两种损失锥填充极限，计算了轨道倾角分布、穿透因子分布、总TDE率及最大黑洞质量，揭示了黑洞自旋与倾角相关效应对TDE的影响规律。
2024-06-24 astro-ph.HE gr-qc
Polarization Transport and Polarized Images of a Rotating Braneworld Black Hole
School of Physics and Astronomy, China West Normal University（西华师范大学物理与天文学院）；Universidade Federal de Campina Grande（坎皮纳格兰德联邦大学）
该研究通过模拟旋转膜世界黑洞周围吸积流的偏振同步辐射，分析了潮汐电荷和自旋对偏振图像的影响，并提出了利用偏振观测量约束膜世界潮汐电荷的途径。
2026-10-06 astro-ph.HE gr-qc
Magnetized black holes: the role of rotation, boost, and accretion in twisting the field lines and accelerating particles
本研究针对浸没在大尺度磁场中的Kerr黑洞，拓展了吸积盘内区带电粒子外流加速的分析，纳入逆行轨道情形，发现反转可提升粒子逃逸概率并实现更高效的加速。
2021-10-31 astro-ph.HE
Re-examining the XMM-Newton Spectrum of the Black Hole Candidate XTE J1652-453
黑洞候选者XTE J1652-453的XMM-牛顿光谱显示出一条宽而强的Fe K-α发射线，通常认为是源于内部吸积盘的反射。Hiemstra等人（2011年）使用各种现象学模型分析了这些数据。我们用自洽的相对论反射模型重新研究了光谱。一个狭窄的吸收线接近7.2千电子伏可能存在，如果真的是可能的Fe XXVI吸收线所产生的高度电离，迅速外流盘风。这一特征的蓝移对应于大约11100 km/s的速度，这比在恒星质量黑洞中看到的典型值要大得多。考虑到我们还发现源具有低倾角（i < 32度;接近正面），因此我们将通过流出的底部看到。这可能是异常高速度的一个可能解释。我们使用的反射模型结合相对论卷积内核，它允许两个反时针和逆行黑洞自旋，和治疗潜在的吸收功能与光电离等离子体的物理模型。通过这种方式，假设圆盘没有被截断，我们只能将XTE J1652-453中黑洞的自旋限制在90%置信限下小于~ 0.5 Jc/GM^{2}。
2012-07-03 astro-ph.HE
Image of Kerr-Melvin black hole with thin accretion disk
本文研究了在吸积盘照射下Kerr-Melvin黑洞的观测现象。假设吸积盘位于赤道面上，在几何和光学上都很薄。考虑到在最内层稳定圆轨道（ISCO）外，吸积流沿正向或逆向圆轨道运动，在ISCO内沿倾伏轨道落向视界，我们发展了数值后向射线追踪方法，得到了不同黑洞自旋、磁场强度和观测者倾角时，伴随吸积盘的KMBH像.我们提出了水平和纵向的强度分布，并显示了直接和透镜图像的红移的轮廓。我们的研究表明，内阴影和临界曲线可以用来估计无退化黑洞周围的磁场。
2022-10-04 astro-ph.HE gr-qc
The spin dependence of the Blandford-Znajek effect
大尺度磁场与旋转黑洞的事件视界的相互作用（Blandford-Znajek [1977]机制）形成了大多数相对论性喷流的某些模型的基础。我们探讨了吸积流中心向内的“俯冲”区域增强了大尺度极向场对黑洞的捕获的情形。这项研究是在克尔时空中使用完全相对论性处理进行的，重点是确定布兰德福德-兹纳杰克效应的自旋依赖性。我们发现，大规模的磁场增强的黑洞相比，内部吸积流，并容易发生这种情况下较低的反式黑洞自旋，产生自旋依赖的布兰德福德-Znajek效应，有吸引力的应用程序，最近的观察。其中之一是艾伦等人（2006年）在X射线发光椭圆星系中观测到的推断吸积率和核喷流功率之间的相关性。如果这些椭圆星系中的黑洞旋转与内吸积盘中的黑洞旋转相比是在反方向上，我们证明了隐含的喷流产生效率的绝对值和均匀性都可以用通量捕获模型来解释。从这项研究中出现的基本情况是，一系列中等值的黑洞自旋可能为这些活动星系核提供动力。我们还认为，在最具活力的射电星系的喷流可能是由吸积到{ \it逆行}快速旋转的黑洞。
2009-04-22 astro-ph.HE
Quasinormal mode content of binary black hole ringdowns
University of Cambridge（剑桥大学）
提出贝叶斯框架识别高精度引力波波形中的准正则模，发现高阶泛音、逆行模及非线性模，并系统列表所有模拟的振铃模内容。
2026-06-25 astro-ph.HE gr-qc
Evolution of Warped Accretion Disks in Active Galactic Nuclei. I. Roles of Feeding at the Outer Boundaries
在两种不同的外边界馈电框架下，研究了旋转黑洞与其周围翘曲的吸积盘的排列过程。我们考虑（1）固定流，其中气体以一个优选的角动量连续地供给，和（2）自由流，其中没有气体供给，圆盘在它们的外边缘自由扩散。正如预期的那样，我们发现，对于固定流量的情况下，黑洞磁盘系统总是最终对齐的时间尺度上的几个1 e6年，无论初始倾角。当初始倾角大于π/2时，黑洞吸积由逆行向逆行过渡，且两阶段吸积到黑洞上的质量相当。另一方面，对于自由流的情况，对准和反对准都可能发生，这取决于初始倾角和盘的角动量与黑洞的角动量之比。在这种情况下，在爱丁顿极限下，黑洞的吸积将在1 e6年的时间尺度内消耗掉这些盘。我们建议，有一个密切的联系之间的黑洞自旋和生命周期的喂养持续，这决定了可观察的活动星系核的生命周期。我们的结论是，仔细列入磁盘喂养的外边界是至关重要的模拟黑洞自旋的演变。
2013-01-29 astro-ph.HE
Divergent Reflections around the Photon Sphere of a Black Hole
从黑洞事件视界外的任何位置，光到达观察者的轨迹都是无限多的。这些路径中的每一个都在围绕黑洞旋转的轨道数量和它们与最后一个光子轨道的接近程度上有所不同。简单的数值和扰动的零测地线方程的史瓦西黑洞的解析解，我们将重申如何每个额外的轨道是一个因素$e^{2 π}$接近黑洞的光学边缘。因此，黑洞的表面和任何背景光都将在最后一个光子轨道周围以指数级变薄的切片中无限镜像。此外，所介绍的形式主义证明了如何在强场极限的光的整个轨迹规定的发散和收敛指数。最后，将指数族的存在性推广到Kerr黑洞的赤道平面，并导出了指数族对自旋的依赖关系。由此，证明了后续图像之间的距离分别针对逆行图像和逆行图像增大和减小。在极端旋转的Kerr黑洞的极限下，不存在对数发散。
2021-07-08 astro-ph.HE gr-qc
Hydrodynamical Simulations of Black-Hole Binary Formation in AGN Disks
我们利用一系列的全球二维流体动力学模拟研究了活动星系核盘中两个单黑洞的近距离碰撞。我们发现，当盘密度足够高时，它们的外圆单盘碰撞可以形成束缚BH双星。我们的分析表明，在BH对通过他们的相对轨迹的近心点，气体碰撞后阻力可能会减慢BH，可能迫使两个BH保持紧密结合。一个由近距离相遇形成的双星可以有一个紧凑的半长轴，大的离心率和逆行的轨道角动量。我们提供了一个拟合公式，可以准确地预测一个亲密的遭遇是否可以形成一个基于气体质量和入射能量的遭遇双星。这个拟合公式可以很容易地应用于其他长期模拟活动星系核盘中黑洞的动力学演化。
2022-11-18 astro-ph.GA astro-ph.HE
Black Hole spin dependence of general relativistic multi-transonic accretion close to the horizon
我们引入了一种新的形式主义，研究天体物理黑洞的自旋角动量在影响低角动量广义相对论吸积行为中的作用。提出了一种与度规无关的轴对称广义相对论流分析方法，并由此建立了Kerr度规下描述广义相对论流体动力吸积流的时空相关方程.给出了这种流动方程的定常临界解，并利用一种优雅的线性扰动技术研究了定常跨音速构型的稳定性。我们研究了下落物质的性质，作为克尔参数的函数，在非常接近的事件视界的反吸积和逆行吸积。我们的方法可以用来识别一种新的黑洞自旋的光谱特征，并有可能实现对应于低角动量吸积流的黑洞阴影成像。
2014-12-31 astro-ph.HE gr-qc
The impact of natal kicks on black hole binaries
本研究探究恒星坍缩形成双黑洞过程中诞生踢对引力波并合时间的影响，划分出三种作用区间，指出高强度诞生踢与完全坍缩场景难以契合，提出电磁观测和大质量宽距双星是研究相关物理机制的重要方向。
2025-08-18 astro-ph.HE astro-ph.SR
The Spin of The Black Hole in the X-ray Binary Nova Muscae 1991
利用Ginga卫星上的大面积计数器（LAC），在整个8个月的爆发期间，对1991年苍蝇座新星明亮的软X射线瞬变进行了密集观测。最近，我们获得了黑洞主质量、系统轨道倾角和距离的精确估计。利用这些重要的输入数据和Ginga X射线谱，我们用连续拟合方法测量了黑洞的自旋。对于四个质量非常好的X射线谱，我们已经确定了黑洞的无量纲自旋参数为a/M = 0.63（-0.19，+0.16）（1 σ置信水平），我们用另外11个质量较低的谱证实了这个结果。我们的自旋估计挑战了两个已发表的结果：它略高于喷气功率和自旋之间的拟议关系所预测的值;我们发现，黑洞的自旋肯定是逆行的，而不是逆行。
2015-12-27 astro-ph.HE gr-qc
Observational signatures of rotating black holes in the semiclassical gravity with trace anomaly
本研究探讨半经典引力中带迹异常的旋转黑洞的观测特征，发现其光环半径随耦合参数单调变化，阴影面积与Kerr黑洞不同，且近极端黑洞的高自旋特征易受干扰，强调近地平线发射源对探测量子修正的重要性。
2024-03-16 astro-ph.HE gr-qc
