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
Revising the Spin and Kick Connection in Isolated Binary Black Holes
Columbia University（哥伦比亚大学）；Northwestern University（西北大学）
本文重新审视孤立双星黑洞的自旋起源，分析出生前后可导致各向同性、平行或垂直于出生反冲自旋的机制，说明场星双星也可出现进动和逆行自旋。
2026-10-09 astro-ph.HE gr-qc
Recoil kicks from binary black hole mergers in GWTC catalogs: implications for retention and hierarchical mergers
University of California Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校）
利用GWTC目录数据推断双黑洞并合的反冲速度，发现典型保留概率在星团和星系中差异显著，并指出保留不足以决定层级并合效率。
2026-06-23 astro-ph.HE gr-qc
The role of natal kicks in forming asymmetric compact binary mergers
本研究使用COSMIC代码探究不对称致密双星并合的演化路径，发现第二颗致密天体坍缩时的natal kick是决定此类系统并合的关键，从而解释了不对称NSBH系统比BBH系统并合更频繁的原因。
2023-07-27 astro-ph.HE gr-qc
State of the field: Binary black hole natal kicks and prospects for isolated field formation after GWTC-2
高级LIGO和高级Virgo新发布的GWTC-2引力波探测目录提供了有关合并二元黑洞（BBH）的自旋幅度和方向的前所未有的信息。值得注意的是，BBH人口的分析表明，存在的双星的组件自旋显着失调，相对于他们的轨道角动量。显著错位的自旋通常被预测为与通过标准的共同包络（CE）演化形成的孤立场不一致，因此是致密星团内动态双星形成的“确凿证据”。在这里，我们探讨了LIGO/Virgo对自旋轨道不对准的观测是否确实排除了BBH完全通过标准CE演化在该领域形成的可能性。特别是，我们试图了解是否，通过改变出生踢黑洞接收形成后，我们可以调用CE的情况下，自洽地解释所观察到的自旋分布和合并率的BBH。我们发现，如果孤立的黑洞出生时具有小的出生自旋，那么通过CE形成的BBH需要极端的出生踢，以匹配观察到的BBH人口，速度分散$σ= 9.7^{+26.7}_{-5.9}\times10^2\,\mathrm{km}\,\mathrm{s}^{-1}$和$σ>260\,\mathrm{km}\,\mathrm{s}^{-1}$在99%的可信度。为了避免这种情况下，我们认为，有必要假设孤立的黑洞出生与非零出生自旋，一个或多个替代渠道有助于观察到的BBH人口，和/或其他不可预见的机制，产生大的自旋轨道不对准的领域。
2021-11-05 astro-ph.HE gr-qc
Assessing the complexity of orbital parameters after asymmetric kick in binary pulsars
毫秒脉冲星（MSP）参数的动力学特性是理解这些系统的关键问题。本文对白矮星吸积诱导坍缩（AIC）过程中产生的长周期（Porb > 2 d）圆轨道（e < 0.1）双星MSP的轨道参数进行了分析。结果表明，在P_orb;f < 90 d时，轨道分布达到峰值，具有较强的圆化性.考虑到伴星3 M < Mcom <5 M分布的不同假设，双星的存在将影响最小能量平衡条件的建立。我们的分析方法只是第一种方法，更完整的模型，需要描述所有的二元参数后，不对称的踢。因此，我们也进行了一些数值模拟，以比较他们的结果与分析研究。我们的目标是启动第一次探索的完整复杂性的问题，结合一个变量踢时间和一个变量踢矢量方向。事实上，数值模拟显示的模式类似于混沌散射问题中发现的复杂行为。虽然我们处理的是确定性问题和有界轨道，但在AIC过程中，规则的特征轨道在更现实的阶段被发现。此外，整个过程可以表现出与内部反冲机制密切相关的复杂行为。这将使我们确定规则轨道的性质及其轨道形态。
2022-06-22 astro-ph.HE
Direct Statistical Constraints on the Natal Kick velocity of a Black Hole in an X-ray Quiet Binary
近年来，少数“暗”双星被发现有一个不发光的紧凑物体。天体测量和径向速度测量的明亮的同伴，使我们能够测量后超新星的轨道要素，这样的二元。在本文中，我们开发了一个统计形式主义，使用这样的测量来推断前超新星的轨道要素，和出生踢所赋予的超新星（SN）。我们应用这种形式主义，最近发现的X射线安静的二进制与黑洞，VFTS 243，在大麦云云。假设各向同性，麦克斯韦分布上的出生踢和使用广泛的不可知的质量先验，我们发现，踢速度可以被约束到$V_k < 72$公里/秒和分散的踢分布$σ_k < 68 $公里/秒，在90%的置信度。我们发现不能排除布劳反冲，并且在超新星爆发期间至少丢失了大约$0.6 M_{\odot}$，置信度为90%。发现前SN轨道分离被鲁棒地约束在$0.3$ AU附近。
2023-01-20 astro-ph.HE astro-ph.IM
Binary population synthesis with probabilistic remnant mass and kick prescriptions
我们报告的影响，紧凑的残余质量和踢大规模的二进制人口合成的概率处方。我们发现，这个处方填充之间的中子星和黑洞与低质量的黑洞假定的质量差距。然而，进化效应减少了具有低质量黑洞的X射线双星候选者的数量，这与观察到的样本中缺乏此类系统一致。我们进一步发现，这个处方是符合形成较重的双中子星，如GW 190425，但过度预测银河系双中子星的质量。修正后的出生踢，特别是增加超剥离超新星踢，不能直接解释所观察到的银河系双中子星轨道周期-偏心率分布。最后，这一处方允许形成类似于最近发现的极端质量比二进制GW 190814的系统，但只有当我们允许生存的二进制文件中的共同信封是由捐助者开始穿越赫兹斯普林间隙，相反，我们的标准模型。
2020-11-12 astro-ph.HE astro-ph.SR
Combined analysis of neutron star natal kicks using proper motions and parallax measurements for radio pulsars and Be X-ray binaries
超新星爆发及其伴随的中子星诞生反冲是双星成为引力波源、X射线双星或毫秒射电脉冲星的重要途径。弱的出生踢往往导致二元生存，而强踢经常破坏二元。在这篇文章中，我们的目标是进一步限制中子星出生踢双星。我们通过改变出生踢，剩余质量和质量吸积效率的处方来探索二元人口合成模型。我们引入了一个强大的统计技术来分析不同性质的组合观测。使用这种技术，我们进一步测试不同的模型，使用视差和自行测量年轻的孤立的射电望远镜和类似的测量银河系Be X射线二进制。我们的最佳模型的出生踢是一致的，这两个测量，并包含一小部分的$w=0.2\pm 0.1$弱出生踢与$σ_1 = 45^{+25}_{-15}$公里/秒，其余的出生踢是从高速度的组成部分，在以前的作品：$σ_2 = 336$公里/秒相同。我们发现，目前使用的电子俘获超新星产生的中子星的出生踢模型（麦克斯韦$σ=265$ km/s和$σ= 30$ km/s的电子俘获的组合）是不一致的，或勉强符合孤立的射电超新星测量的自行和自行。我们提出了一个新的ecSN出生踢模型，它满足孤立射电双星和Be X射线双星的观测。
2021-10-04 astro-ph.HE astro-ph.SR
Neutron star natal kicks: Collisions, $μ$TDEs, faint SNe, GRBs and GW sources with preceding electromagnetic counterparts
基于对中子星的高速度观测，我们认为中子星（NS）在诞生时受到了明显的速度反冲。这种出生踢被认为在双NS系统的演化中起着重要的作用。对NS的反冲（加上NS前身的超新星爆炸造成的质量损失）可能导致双星破裂或导致双星轨道性质的显着变化。在这里，我们详细探讨了动态后果的出生踢二进制系统，确定其可能的结果，并描述其相对频率，利用分析参数和详细的人口合成模型。在一小部分情况下，反冲可能会使NS以这样的轨迹与双星伴星碰撞，或者通过足够接近的距离以破坏它（微潮汐破坏事件; $μ$ TDE），或者它可能被潮汐捕获到一个接近的轨道，最终形成X射线双星。我们计算了碰撞后直接碰撞的速率和Thorne-Zytkow天体或长伽玛暴的可能产生率，估算了X射线双星的形成率，并确定了$μ$ TDEs和由NS破坏白矮星产生的暗超新星的速率。最后，我们建议，出生踢可以产生BH NS双星非常短的引力波合并时间，可能会引起一种新的类型的迅速出现的eLISA引力波（GW）源，以及生产aLIGO二进制合并GW源与一个独特的（可能类型Ib/c）超新星电磁对应物之前的GW合并。
2016-09-29 astro-ph.HE astro-ph.SR
SNe Kicks in Hierarchical Triple Systems
大多数大质量恒星，如果不是全部的话，都是双星配置或更高的倍数。这些大质量恒星经历超新星爆炸，以黑洞或中子星的形式结束生命。最近的观测表明，中子星，甚至可能是黑洞，在诞生时都会受到巨大的速度冲击。这种出生踢和突然的质量损失可以显着改变系统的轨道配置。在这里，我们推导出一般的分析表达式，描述的影响，出生踢二进制分层三重系统。我们探讨了几个概念验证的应用，如黑洞和中子星双星和X射线双星与恒星或超大质量黑洞（SMBH）的同伴在一个广泛的轨道。踢可以破坏层次结构，尽管很难逃脱SMBH的势阱。一些双星系统确实逃离SMBH系统，导致超高速双星系统。此外，踢可以导致增加或减少轨道分离。减少轨道间隔可能会对这些天体物理系统产生重大影响。例如，缩小分离后超新星反冲可以导致内部致密双星的缩小，然后可能通过引力波（GW）发射合并。这一过程产生了一颗超新星，紧接着可能是一个GW-LIGO事件。有趣的是，我们发现，出生踢可以导致外轨道收缩，和二进制可能会越过第三洛希极限，打破了内部的二进制。因此，在SMBH伴星的情况下，这一过程可能导致潮汐破裂事件或GW-LISA检测事件与超新星前兆。
2019-01-03 astro-ph.HE astro-ph.SR
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
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
A Black Hole Kicked At Birth: MAXI J1305-704
本文通过分析低质量X射线双星MAXI J1305-704的轨迹和观测参数，推断其黑洞形成时至少受到70 km/s的诞生踢动，为黑洞也存在诞生踢动提供了证据。
2023-07-19 astro-ph.HE
Lucky Strikes: On the Origins of GW190814 Through Isolated Binary Evolution
研究通过孤立二元演化解释GW190814的形成，发现胎生踢动在形成此类系统中起关键作用，特别是低幅度第一踢动和大第二踢动对轨道偏心率和延迟时间的影响。
2025-11-20 astro-ph.HE
Constraints on neutrino natal kicks from black-hole binary VFTS 243
利用黑洞双星VFTS 243的观测特性，限制黑洞形成时的中微子诞生踢速度小于等于10 km/s、中微子发射不对称性小于等于4%，验证了理论预测。
2024-04-02 astro-ph.HE astro-ph.SR
On the natal kick of the black hole X-ray binary H 1705--250
本研究通过种群合成分析黑洞X射线双星H 1705--250，发现仅质量损失产生的冲力不足以解释其高本征速度，推断其形成时受到约295 km/s的额外诞生冲力，表明此类冲力也存在于黑洞。
2023-10-17 astro-ph.HE astro-ph.SR
Supernova Kicks and Misaligned Microquasars
观测到低质量X射线双星微类星体GRO J1655-40的喷流与双星轨道平面之间存在错位。由于当前的黑洞自旋轴很可能平行于喷流，这意味着黑洞的自旋轴和双星轨道平面之间存在偏差。这很可能是黑洞形成的不对称超新星，导致轨道轴与恒星的自旋不一致。我们要问，超新星爆炸不影响黑洞的自旋轴的零假设是否可以被从已知的系统参数中推断出的爆炸性质所排除。我们发现，这个零假设不能被推翻，但我们发现，最有可能的要求，形成系统包括一个小的出生黑洞踢（几十公里/秒）和一个相对较宽的前超新星双星。在这种情况下，观测到的密近双星系统可能是由潮汐循环形成的，没有共同的包络相。
2009-09-30 astro-ph.HE
The Kick Velocities of Neutron Stars in Binary Systems
Monash University（莫纳什大学）；The ARC Centre of Excellence for Gravitational Wave Discovery---OzGrav（引力波发现卓越中心（ARC））
本研究通过 COMPAS 种群合成代码，结合 Gaia 等多类双星观测，发现大质量伴星双星中的中子星初始 kick 显著降低，可解释多数观测结果。
2026-10-16 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
The black hole low mass X-ray binary V404 Cygni is part of a wide hierarchical triple, and formed without a kick
发现V404 Cygni属于宽分层三合星系统，第三伴星距离至少3500 AU，表明黑洞形成时踢动低于5 km/s，并支持三合星结构下的低质量X射线双星演化模型。
2024-04-04 astro-ph.HE astro-ph.SR
Resonantly enhanced kicks from equatorial small mass-ratio inspirals
我们计算了一个偏心的黑洞二进制inspiral，因为它通过一个共振的轨道配置，系统的进动暂时停止演变所产生的踢。因此，引力波的非对称发射效应在大量轨道上连贯地积累起来。我们的结果是用黑洞微扰理论在轨道物体质量比$ε=m/M$较小的极限下计算的。所得到的井涌速度按比例缩放为$ε^{3/2}$，比由最终合并产生的井涌的$ε^2$缩放快得多。对于一个非常偏心的（$e\sim 1$）螺旋围绕一个最大旋转黑洞的最极端的情况下，我们发现踢接近$30,000\;ε^{3/2}$ ~km/s，足以驱逐一个黑洞从它的主机集群，甚至星系。事实上，这种极端的灵感应该是非常罕见的。尽管如此，在不太极端的吸气中，踢的天体物理影响可能是天体物理学上重要的。
2014-08-19 astro-ph.HE gr-qc
On the role of supernova kicks in the formation of Galactic double neutron star systems
在这项工作中，我们重点研究了一组银河系双中子星（DNS）系统，这些系统具有$ \gtrsim 1$日的长轨道周期和$\lesssim 0.4$的低偏心率。这些轨道参数的特点是用来约束的演化过程中的祖双星和超新星（SN踢的第二个出生的NS）。由于原始双星演化过程中的质量传递是高度非保守的（旋转相关的），DNS系统的形成涉及到一个双氦星双星相，在第一个NS形成之前，共同包层（CE）演化开始。在CE演化过程中，用氦星而不是NS星驱逐施主包层时，双星轨道能量明显增大，这有助于解释长周期DNS系统的形成。在NS诞生时的SN反冲会导致偏心轨道甚至双星系统的破裂，低偏心率要求DNS在第二次坍缩时接受小的出生反冲。与观测到的DNS双星轨道参数的总体分布相比，我们认为大多数DNS系统中的第二个出生NS都受到较小的出生反冲，麦克斯韦弥散速度小于$ 80 \,\rm km\,s^{-1} $，这可以对SN爆炸过程提供一些约束。DNS二进制文件的质量分布也作了简要讨论。我们认为，旋转相关的质量传递模式和我们的研究结果，SN踢应该应用到大质量的双演化和人口合成的研究。
2018-10-08 astro-ph.HE astro-ph.SR
Impact of natal kicks on merger rates and spin-orbit misalignments of black hole -- neutron star mergers
随着LIGO/Virgo/Kagra合作组GW 200105和GW 200115的宣布，对合并黑洞-中子星（BH-NS）双星的探测的漫长等待终于结束了。值得注意的是，GW 200115的主星在轨道角动量上有一个负的自旋投影，概率约为$90\%$。合并BH-NS双星预计将主要通过大质量双星在该领域的演变，因为他们的动态形成密集的星团强烈抑制质量分离。在本文中，我们进行了系统的统计研究的双星演化形成一个BH-NS的二进制，考虑不同的金属丰度，并考虑到出生踢分布的BH和NS和共同的信封阶段的二进制演化的不确定性。假设初始恒星自旋与二进制角动量对齐，我们表明，两个大的出生踢（$\gtrsim 150$公里秒$^{-1}$）和高效率的共同信封喷射需要同时解释推断的高合并率和大自旋轨道错位的GW 200115。
2021-08-31 astro-ph.GA astro-ph.HE
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
Origin of Spin-Orbit Misalignments: The Microblazar V4641 Sgr
在已知的微类星体中，V4641 Sgr拥有相对论性喷流轴和双星轨道角动量之间最严重的失准角下限（> 52°）。假设喷流和黑洞的自旋轴重合，我们试图解释这种极端的自旋轨道错位与出生踢模型的起源，从而对齐的双星系统成为错位的超新星踢赋予新生的黑洞。模型的输入是踢速度分布，我们测量定制V4641 Sgr，和即时前/后超新星双星系统参数。使用网格的二进制恒星演化模型，我们确定后超新星的配置，发展成为一致的V4641 Sgr今天，并获得相应的前超新星配置，通过使用标准处方共同信封演变。使用这些潜在的祖系统参数集作为输入，我们发现，出生踢的斗争，以解释V4641 Sgr自旋轨道错位的起源。因此，我们的结论是，涉及一个标准的共同信封阶段，其次是超新星踢的演化途径是非常不可能的V4641 Sgr。另一种解释是喷流轴不能可靠地跟踪黑洞的旋转轴。我们的研究结果引起了人们对从二进制人口合成模型中收集的紧凑对象合并统计数据的关注，该模型依赖于未经验证的处方，用于共同的包络进化和出生踢。我们也挑战自旋-轨道对齐的假设，经常调用测量黑洞自旋幅度。
2020-06-25 astro-ph.HE
Wide binary companions to massive stars and their use in constraining natal kicks
超宽质量双星（轨道间隔$10^3-2\times 10^5$ ~AU）的起源和它们的性质还没有很好的描述和理解。在这里，我们使用第二次盖亚数据发布，以寻找广泛的天体测量同伴银河O-B5恒星共享类似的视差和自行与小学。使用的数据，我们的特点，这样的二进制的频率和属性。我们发现了一个超宽的$4.4\pm0.5$百分比的多重性分数，我们的完整性限制（高达$\approx 17$ ~mag，下降到G-星的距离为0.3-2~kpc，不包括恒星的集群）。次级质量函数通常与克劳帕初始恒星函数一致;如果外推到质量较低的伴星，我们可能会期望得到宽双星分数的$\sim 27\pm5\%$。此外，我们使用这些数据作为验证样本，以测试是否存在超宽双星之间的中子星（NS）和黑洞（BH）。我们建议，发现这样的二进制可以提供独特的约束最弱的出生踢可能的NS/BH。如果一个紧凑的天体形成于一个超宽的双星系统中，并且接收到非常低的出生反冲，这样的双星系统应该作为一个共同的自行双星系统而存在。因此，我们使用盖亚数据来寻找超宽的伴星（正常和毫秒）和X射线双星。我们找不到可靠的配对。未来的数据可能会通过这种方法提供严格的限制。
2019-05-05 astro-ph.HE astro-ph.SR
Binary neutron star merger offsets from their host galaxies. GW 170817 as a case study
本研究以 GW 170817/NGC 4993 为例，结合 Jeans 各向异性建模、BPASS 轨迹模拟和两种踢力处方，揭示宿主星系势强弱如何影响 BNS 并合偏移对踢力的约束能力。
2024-10-25 astro-ph.HE
Proper Motion and Natal Kick in the Galactic Black Hole X-ray Binary AT2019wey
该研究利用2020与2023年VLBI数据测量AT2019wey的三年自行，并结合Monte Carlo模拟估计潜在踢速度，推断其黑洞更可能源于超新星爆发而非直接坍缩。
2025-03-27 astro-ph.HE
Gravitational-wave kicks impact spins of black holes from hierarchical mergers
本研究计算典型球状星团中层级并合黑洞在引力波反冲下的保留自旋分布，发现其偏离普适分布甚至呈双峰，并依赖并合历史与逃逸速度，为引力波观测识别其形成环境提供依据。
2025-03-27 astro-ph.HE gr-qc
Constraints on Weak Supernova Kicks from Observed Pulsar Velocities
对球状星团中的双星和双星的观测表明，至少有一些双星在出生时受到了微弱的出生踢。如果所有的双星都受到强有力的出生撞击，超过\unit [50]{ \kms }，那些出生在球状星团的将主要逃逸，而宽双星将被破坏。另一方面，对孤立射电天体横向速度的观测表明，只有$5\pm2\%$的速度低于\unit [50]{ \kms }。我们探索这种明显的紧张局势与快速二进制人口合成模型。我们提出了一个模型，其中超新星具有典型的低出生踢（例如，电子捕获超新星）只有在祖先恒星通过与伴星的双星相互作用被剥离时才会发生。我们表明，该模型自然地再现了观测到的脉冲星速度分布，而不会减少预测的合并双中子星产额。我们估计，零年龄的电子捕获超新星的非相互作用的祖先的主序星质量范围不应该比${\approx}0.2 M_\odot$宽。
2021-10-20 astro-ph.HE astro-ph.SR
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
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
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
Neutron Star Kicks and their Relationship to Supernovae Ejecta Mass
我们提出一个简单的模型来解释年轻中子星的速度。我们试图确认在中子星的形成和'踢'的速度赋予紧凑的残余物产生的过程中喷射的质量的量之间的关系。我们假设速度由$v_{\rm kick}=α\,(M_{\rm ejecta} / M_{\rm remnant}) + β\,$给出。为了检验这个简单的关系，我们使用了BPASS（Binary Population and Spectral Synthesis）代码，从单星和双星演化路径创建了恒星星族模型。然后，我们使用我们的残余喷出物和祖先爆炸的关系（收割机）代码应用不同的$α$和$β$值和三个不同的“踢”的方向，然后记录产生的速度概率分布。我们发现，虽然一个单一的恒星人口提供了一个穷人适合的观测数据，二进制人口提供了一个很好的适合。$α=70\, {\rm km\,s^{-1}}$和$β=110\,{\rm km\,s^{-1}}$的值再现了\cite{RN165}观测到的二维速度，而$α=70\, {\rm km\,s^{-1}}$和$β=120\,{\rm km\,s^{-1}}$再现了它们推断的年龄小于3百万年的附近单个中子星的三维速度分布。在测试各向同性，自旋轴对齐和正交的自旋轴'踢'的方向，我们发现没有统计偏好的'踢'的方向。虽然喷出物的质量不能是唯一的因素，确定超新星致密残留物的速度，我们认为这是一个重要的贡献者，喷出物为基础…
2016-05-31 astro-ph.HE
Pathways for producing binary black holes with large misaligned spins in the isolated formation channel
双星黑洞（BBH）可以从孤立的大质量双星的坍缩核心形成。这些BBH的质量和自旋是由潮汐、风、吸积、共同包络演化（CEE）、超新星诞生踢和恒星核-包络耦合等现象的复杂相互作用决定的。在黑洞合并过程中发射的引力波依赖于黑洞的质量和自旋，因此可以约束这些现象。我们提出了一个简化的二元恒星演化模型，并确定了参数空间的区域，产生大自旋与轨道角动量不一致的BBH。在我们模型的场景A（B）中，稳定质量转移（SMT）发生在质量较大（较小）的恒星的罗氏瓣溢出（RLOF）之后，而CEE发生在质量较小（较大）的恒星的罗氏瓣溢出（RLOF）之后。每一种情况进一步分为途径1和途径2，这取决于大质量恒星的核心是在小质量恒星的RLOF之前还是之后坍塌。如果恒星核心与其包层之间的耦合较弱，那么如果从恒星祖先那里继承了大于解体值$10\%$的出生自旋，就可以产生高自旋的BBH。BBH也可以在场景A中的沃尔夫-拉叶阶段通过潮汐同步获得大自旋，或者在场景B中的SMT阶段通过吸积到最初质量更大的恒星上获得大自旋。如果反冲与轨道速度相当，BBH自旋可能会高度错位，这在路径A1中更容易实现，其中更大质量的恒星的反冲先于CEE。
2023-02-02 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
Revising natal kick prescriptions in population synthesis simulations
出生踢是有争议的问题，并显着影响合并率密度紧凑的对象。在这里，我们提出了一个新的简单的形式主义的中子星（NS）和黑洞（BH）的出生踢。我们将反冲的大小描述为$v_{\rm kick}\propto{}f_{\rm H05}\,{}\,{}m_{\rm ej}\,{}\,{}m_{\rm rem}^{-1}$，其中$f_{\rm H05}$是归一化因子，从麦克斯韦分布中得出，一维均方根速度为$σ=265$ ~km~s $^{-1}$，$m_{\rm ej}$是超新星（SN）喷出物的质量，$m_{\rm rem}$是致密天体的质量。这种形式主义相匹配的自行年轻的银河系双星，可以自然地占核心崩溃SNE的单星，电子捕获SNE和超剥离SNE发生在相互作用的双星之间的差异。最后，我们使用我们的新的kick形式估计的本地合并率密度的二进制NS（$R_{\rm BNS}$），BH-NS二进制（$R_{\rm BHNS}$）和二进制BH（$R_{\rm BBH}$）的基础上，宇宙恒星的形成率密度和金属丰度的演变。在我们的基准模型中，我们发现$R_{\rm BNS}\sim{}600$ ~Gpc $^{-3}$ ~yr $^{-1}$，$R_{\rm BHNS}\sim{}10$ ~Gpc $^{-3}$ ~yr $^{-1}$和$R_{\rm BBH}\sim{}50$ ~Gpc $^{-3}$ ~…
2020-03-19 astro-ph.HE
Investigating stellar-mass black hole kicks
我们调查是否恒星质量的黑洞必须接受出生踢，以解释我们的银河系内的低质量X射线双星包含黑洞的分布。这样的双星是双星演化的产物，其中大质量的主星爆炸形成恒星质量的黑洞，可能是在一个共同的包络阶段之后，系统收缩到10-30 Rsun的分离。我们对这些双星进行了种群合成计算，将超新星质量损失引起的反冲和出生反冲应用于新形成的黑洞。然后，我们整合的轨道内的银河系的潜力。我们发现，出生踢实际上是必要的，以达到以上的银河平面的一些双星实现的大距离。此外，我们发现，出生踢的分布似乎是类似的中子星，而不是一个踢的速度减少的比例黑洞中子星的质量（即踢有相同的动量）。这个结果有些令人惊讶;在许多恒星质量黑洞形成的照片中，人们可能会认为黑洞受到的撞击与中子星受到的撞击具有相同的动量（而不是相同的速度）。
2012-06-19 astro-ph.GA astro-ph.HE
Constraining Black Hole Natal Kicks with Astrometric Microlensing
多项证据表明，中子星在由坍缩恒星的残余物形成时会受到巨大的撞击。然而，黑洞（BH）是否受到出生踢的证据并不清楚，依赖于对BH X射线双星和大质量失控和逃逸恒星的分析的弱约束。在这里，我们第一次表明，最近的微透镜检测提供了一种新的方法来测量BHS在出生时收到的踢。当黑洞通过光度和天体测量微透镜被识别，并且透镜恒星有已知的距离和自行时，黑洞的质量、距离和自行就可以确定。我们研究了在超新星爆发过程中被破坏的偏心双星的逃逸速度，发现特殊的速度与BH出生时的反冲强烈相关，通常在20%以内，即使出生时的反冲小于轨道速度。因此，通过测量黑洞或其他致密天体的特殊速度，我们实际上是测量了该天体受到的出生反冲。我们专注于MOA-2011-BLG-191/OGLE-2011-BLG-0462，这是一个通过微透镜检测到的孤立的单个BH，并考虑了一系列可能的形成场景，包括其形成于超新星事件期间双星的破坏。我们确定MOA-2011-BLG-191/OGLE-2011-BLG-0462具有与厚盘人口一致的银河系轨道，但如果它是在运动学薄盘中形成的，它会收到出生踢$\lesssim$ 100 km s $^{-1}$。
2022-04-15 astro-ph.HE
Remnant Black Hole Kicks and Implications for Hierarchical Mergers
当双星黑洞在密集的星团中合并时，它们的残余物可以与星团中的其他黑洞配对，在一个被称为分层合并的过程中形成越来越重的黑洞。发生分层合并的最重要条件是合并形成的残余物被宿主星团保留。使用公开可用的引力波事件数据库，我们推断出由于引力波的各向异性发射而赋予残余黑洞的反冲速度的大小，并使用该大小来量化每个事件作为星团逃逸速度的函数的保留概率。在第二个引力波瞬变目录（GWTC-2）中，GW 190814提供了最严格的约束与${\rm V_{kick}}=74_{-7}^{+10}$ km/s在90%的可信水平上的反冲震级。我们发现逃逸速度为200 km/s的星团可以保留GWTC-2中约50%的事件。利用核星团和球状星团的逃逸速度分布，我们发现，如果所有的GWTC-2事件都发生在核（球状）星团中，那么GWTC-2的$\sim 17$（2）残留物可能被宿主星团所保留。我们的研究表明，在未来的研究层次合并的反冲速度推断折叠的重要性。
2021-09-15 astro-ph.HE gr-qc
Electromagnetic Counterparts Powered by Kicked Remnants of Black Hole Binary Mergers in AGN Disks
研究AGN盘中BBH并合踢出残余体驱动的电磁辐射，提出喷流茧冷却辐射为主要可探测机制，预测软X射线瞬变作为对应体，支持多信使观测。
2023-11-17 astro-ph.HE
Estimates of black-hole natal kick velocities from observations of low-mass X-ray binaries
黑洞的诞生踢，所产生的不对称的质量喷射或中微子发射在核心坍缩超新星，是非常感兴趣的观测约束超新星模型和人口合成研究的二进制演化。最近，一些努力进行估计黑洞出生踢从黑洞低质量X射线双星的观测。我们跟进这项工作，特别是集中在最高的估计黑洞踢速度。我们发现，现有的观测不需要黑洞出生踢超过约100公里/秒，虽然更高的踢不排除。
2015-10-13 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Potential Kick Velocity distribution of black hole X-ray binaries and implications for natal kicks
利用甚长基线干涉测量技术测量了三个黑洞X射线双星的自行。使用这些结果与文献和Gaia-DR 2的数据整理的最佳可用的约束自行，视差，距离和系统的径向速度的16 BHXB，我们确定了他们的三维银河系中心轨道。我们扩展了这一分析，以估计潜在的反冲速度（PKV）的概率分布BHXB系统可以收到的形成。限制BHXB的反冲提供了对黑洞（BH）诞生机制的深入了解。反冲对BH-BH并合速率、并合位置和双星演化也有显著的影响，并可能导致BH双星系统中的自旋-轨道错位。我们系统的$75\%$具有潜在的反冲$>70\,\rm{km~s^{-1}}$。这表明，强烈的反冲，因此自旋轨道错位可能是常见的BHXB，在其功率密度谱中观察到的准周期性X射线的变化。我们使用贝叶斯分层方法来分析BHXB人群的PKV分布，并建议平均值为$107\pm16\,\rm{km~s^{-1}}$的单峰高斯模型是统计学上有利的拟合。这种相对较高的PKV也会减少可能保留在球状星团中的黑洞数量。我们发现BH质量和PKV之间没有显着的相关性，表明BH质量和BH出生机制之间缺乏相关性。我们的Python代码允许估计任何具有足够观测约束的系统的PKV。
2019-08-27 astro-ph.HE
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
Formation of mass gap compact object and black hole binary from Population III stars
对具有麦克斯韦反冲速度分布的星族III双星在形成质量为2- 5 $\,M_{\odot}$的质量隙致密天体（MGCO）时的星族合成进行了模拟。我们发现，对于$σ_{\rm k}=0$ -- $500$ km/s的八种反冲速度色散模型，黑洞（BH）-MGCO双星的平均质量为$\sim (30 \,M_\odot,\,2.6 \,M_\odot)$ .在我们的模拟数据中，我们发现了质量为$(22.9 \,M_\odot,\,2.5 \,M_\odot)$的BH-MGCO双星的存在，它看起来像GW 190814。
2020-12-02 astro-ph.HE astro-ph.SR
Understanding Compact Object Formation and Natal Kicks. IV. The case of IC 10 X-1
河外X射线双星IC 10 X-1引起了人们的关注，因为它可能是迄今为止已知的最大质量恒星质量黑洞（BH）的宿主。在这里，我们考虑所有可用的观测约束条件，并构建其演化历史的时刻之前，形成的BH。我们的分析占最简单的可能的历史，包括三个演化阶段：在核心崩溃，共同的信封（CE）的演变，和BH-氦星二进制祖先的观测系统的演化的二进制轨道动力学。我们得出了完整的一套约束条件的祖系统在不同的进化阶段。具体而言：就在堆芯坍缩事件之前，我们发现BH直接祖源的质量> 31 Msun（置信度为95%，下同）。施加到BH的出生反冲的幅度被限制为< 130 km/s。此外，我们发现Ivanova和Chaichenets最近提出的“焓”形式主义能够解释IC 10 X-1的存在，而不需要调用不合理的高CE效率。用这种物理驱动的形式主义，我们发现，CE效率所需的解释系统是在0.6- 1的范围内。
2014-04-03 astro-ph.HE
Constraining the formation of black-holes in short-period Black-Hole Low-Mass X-ray Binaries
恒星质量的黑洞的形成仍然非常不确定。两个主要的不确定性是超新星事件中喷射出的质量的数量（如果有的话）和黑洞在出生时接受的出生踢的大小（如果有的话）。Repetto等人（2012年）研究了银河系中含有黑洞的X射线双星的位置，发现了黑洞在出生时接受高出生踢的证据。在本文中，我们扩展了这项研究，同时考虑到以前的二元演化的来源。我们使用的七个短周期黑洞X射线双星是由一颗低质量恒星组成的紧凑型双星，它们以小于$1$天的周期围绕黑洞运行。我们追溯他们的二进制演化的时间，从目前观察到的质量转移状态，到黑洞形成的那一刻，我们添加额外的信息的运动学的二进制。我们发现，几个系统可以解释没有出生踢，只是质量喷射，而两个系统（可能更多）高踢是必需的。因此，除非后者有另一种形成方式，例如在球状星团内，否则我们可以得出结论，至少有一些黑洞会得到很高的推力。这挑战了黑洞反冲将从中子星反冲按比例缩小的标准图片。此外，我们发现，五个系统可能已经形成了一个非零的出生踢，但零质量喷射（即没有超新星）在形成，如中微子驱动的出生踢预测。
2015-07-29 astro-ph.HE
On Neutron Star Natal Kicks in High-Mass X-Ray Binaries: Insights from Population Synthesis
本研究通过收集36个中子星大质量X射线双星的观测数据推导本动速度，结合双星星族合成模拟，确定了匹配观测的双峰麦克斯韦型诞生速度分布，为中子星双星相关研究提供参考。
2025-04-28 astro-ph.HE
Luminous Blue Variables are Antisocial: Their Isolation Implies that they are Kicked Mass Gainers in Binary Evolution
基于它们相对孤立的环境，我们认为LBV必须主要是双星演化的产物，挑战传统的单星观点，其中LBV标志着大质量O星和沃尔夫-拉叶星（WR）之间的短暂过渡。如果后者是真的，那么LBV应该集中在年轻的星团中，并与具有类似高初始质量的主序星一起发现。事实显然并非如此。在我们的银河系和麦哲伦星云中，检查LBV与O星的位置比较，发现LBV系统地避开O星的星团，许多LBV与任何O星的距离都超过100 pc。在LMC中，LBV在统计上比O型星更加孤立，（也许最令人惊讶的是）甚至比大多数WR星更加孤立。这使得LBV不可能是过渡到WR星的大质量恒星。相反，我们提出，大质量恒星和超新星（SN）亚型在相互作用的双星系统中由分叉的进化路径主导，其中大多数WR恒星和SNeIbc对应于质量供体，而LBV（以及它们的低质量类似物，如B[e]超巨星，我们证明它们更加孤立）是质量增益者。LBV本质上是大质量蓝色离散星的晚期进化阶段。通过二进制质量转移，rejuvinated质量增益得到丰富，旋转起来，有时踢远离他们聚集的出生地，他们的同伴的SN。这种情况与LBV爆炸为SNeIIn以及观察到的SNeIIn和SN冒名顶替者的隔离更一致。我们认为，各种SN亚型的环境趋势的影响，更多的二元性和SN踢，而不是跟踪初始质量一般假设。合并或Thorne-Zykow对象也可能导致LBV，但这些场景可能更难解释为什么LBV避免集群。
2014-12-12 astro-ph.HE astro-ph.SR
Testing the weak equivalence principle with the binary neutron star merger GW170817: the gravitational contribution of the host galaxy
中子星（BNS）合并双星GW 170817及其电磁（EM）双星的成功探测，为探索宿主星系和银河系（MW）的联合作用对弱等效原理（WEP）检验的影响提供了机会。本文利用Navarro $-$ Frenk $-$ White（NFW）轮廓和Herquist轮廓，提出了一个计算银河系势的解析模型，其中考虑了由观测角偏移和第二超新星（SN 2）反冲引起的源的可能位置。结果表明，GW 170817与伽玛暴（GRB 170817 A）比较时，$Δγ$的上限为$10^{-9}$; GW 170817与明亮的光学瞬变（SSS 17 a，目前IAU的标识为AT 2017 gfo）比较时，$Δγ$的上限为$10^{-4}$。这些限制是更严格的一至两个数量级，比那些只由测量的MW潜力在文献中。我们表明，WEP测试是加强从宿主星系的夏皮罗时间延迟的贡献。同时，我们还发现，大的出生踢产生的最大偏差约$20\%$的结果与典型的踢速度400 $\sim$ 500 km s $^{-1}$。最后，我们分析了NGC 4993晕质量的影响，发现最大质量为$10^{12.4}h^{-1} M_{\odot}$的$Δγ$的上限比最小质量为$10^{12.0}h^{-1} M_{\odot}$的上限严格近两倍。
2020-08-04 astro-ph.HE gr-qc
Double neutron star mergers from hierarchical triple-star systems
合并中子星（NS）的孤立双星演化模型涉及的过程，如质量转移，共同的包络演化，和出生踢，所有这些都是知之甚少。此外，预测的NS-NS合并率通常低于从LIGO GW 170817事件推断的比率。在这里，我们调查合并率的NS和黑洞（BH）-NS双星在分层三星系统。在这样的系统中，第三星系可以引起内双星的Lidov-Kozai（LK）振荡，加速其合并，并可能提高紧凑物体的合并率。然而，由于致密天体起源于大质量恒星，因此也应该考虑到先前的演化。特别是出生踢，可以在通过LK进化影响内部双星之前，通过解除第三系的束缚来显著降低速率。我们进行了大量的三重考虑到恒星演化从主序列，长期和潮汐演化，以及超新星的影响的模拟。对于大的NS出生反冲（σ_k = 265 km/s），我们发现三重NS-NS合并速率（几百Gpc^{-3} yr^{-1}）比二重速率低2-3倍，但对于无反冲（σ_k = 0 km/s），三重速率（几千Gpc^{-3} yr^{-1}）与二重速率相当。我们的研究结果表明，一个显着的部分NS-NS合并可能来自三重，如果一个相当大的一部分NS人口出生与低反冲速度，如其他工作所示。然而，不确定性和开放的问题仍然存在，因为我们的简化假设的动力学解耦后，内部的二元相互作用已经触发。
2019-08-12 astro-ph.HE astro-ph.SR
Wide binary pulsars from electron-capture supernovae
中子星在超新星诞生时受到速度的冲击。那些形成于超级渐近巨星分支恒星的电子捕获超新星中的恒星--在超新星中结束生命的质量最低的恒星--可能比典型的中子星受到的反冲要低得多。由于许多大质量恒星都是宽联星的成员，这表明存在着低质量（$1.25 < M_\mathrm{psr} / $ M $_\odot < 1.3$）、宽（$P_\mathrm{orb} \gtrsim 10^{4}$ \，day）、偏心（$e \sim 0.7$）、未回收（$P_\mathrm{spin} \sim 1$ \，s）的联星。这类双星的形成率对导致电子捕获超新星的（有效的）单颗恒星的质量范围、超新星之前的质量损失量以及中子星上任何出生踢的大小都很敏感。我们估计，在银河系中，每10，000个孤立的脉冲星中就应该有一个这样的脉冲双星，假设导致电子捕获超新星的单星质量范围的宽度是$\lesssim 0.2$ \，M $_\odot$，并且在电子捕获超新星中形成的中子星接收的典型反冲小于10\，km s $^{-1}$。我们已经搜索了观测到的双星目录，但没有发现可以通过这个通道形成的令人信服的候选者，这与预测的低速率一致。未来的观测与平方公里阵列可能会检测到这种罕见的子类脉冲双星，并提供强有力的约束的性质，电子捕获超新星及其祖先。
2022-05-09 astro-ph.HE astro-ph.SR
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
Inferring Eccentricity of Binary Black Holes from Spin-Orbit Misalignment
Columbia University（哥伦比亚大学）
通过自转-轨道偏移推断双黑洞形成时的偏心率，利用引力波测量约束其形成过程
2025-12-26 astro-ph.HE gr-qc
