Massive Stellar Mergers as Precursors of Hydrogen-rich Pulsational Pair Instability Supernovae
双星系统中大质量恒星之间的相互作用被认为是观测到的超新星多样性的主要原因。随着调查探索更罕见的事件群体，我们应该期待看到超新星产生于越来越不常见的祖先通道。在这里，我们研究了一种情况，即大质量恒星在形成氢耗尽的核心后合并。我们认为，这可能会产生恒星爆炸的对不稳定超新星（PISNe）显着更多的氢，在一个给定的金属丰度，比在单星模型具有相同的爆炸前富氧的核心质量。我们调查了那些恒星合并，后来产生脉动PISNe的子集，并估计，这种合并后，富含氢的脉动PISNe的速度可以接近千分之几的所有核心坍缩超新星。这种富含氢的脉动PISNe的性质和预测速率让人想起非常不寻常的超新星iPTF14hls。对于合理的假设，来自类似合并的PISNe可能主导局部宇宙中PISNe的速率。
2019-04-25 astro-ph.HE astro-ph.SR
Explodability fluctuations of massive stellar cores enable asymmetric compact object mergers such as GW190814
先进LIGO和Virgo的前三次观测运行导致检测到具有高度不相等质量分量的二元黑洞合并（BBH），这与标准形成范式难以调和。其中最具代表性的是GW 190814，它是一个23 M $_{\odot}$黑洞和一个2.6 M $_{\odot}$致密天体之间的高度不对称合并。在这里，我们探讨了最近的结果表明，相当大一部分的恒星与塌陷前的碳氧核心质量超过10 M $_{\odot}$，并延伸到至少30 M $_{\odot}$，可能会产生所谓的低质量差距，桥梁之间的大规模恒星和BH在银河系X射线双星的分工对象。我们证明，这样的爆炸景观自然会导致一小部分大规模的二进制产生GW190814样的系统，而不是大规模的BBH。我们目前的例子，特定的进化通道，导致形成的GW190814和GW200210，一个24+2.8 M $_{\odot}$合并O3b观测运行期间发现的。我们估计，在我们的场景中，这些事件的合并率密度为总BBH合并率的$\mathcal{O}$（5%）。最后，我们讨论了这种形成通道对紧凑天体种群的更广泛的影响，以及它与GW200105和GW200115等不对称合并事件的可能相关性
2021-12-21 astro-ph.HE astro-ph.SR
Long-term evolution of a magnetic massive merger product
大约10%的质量大于${\approx}\,1.5\,\mathrm{M}_\odot$的恒星具有强大的大尺度表面磁场，并被认为是高磁白矮星和磁星的祖先。这些领域的起源仍然不确定。最近的三维磁流体动力学模拟表明，两颗大质量恒星合并时可以产生强磁场。在这里，我们遵循这样一个三维合并产品的长期演变的一维恒星演化代码。在合并后的热弛豫阶段，合并产物达到临界表面旋转，脱落质量，然后自旋下降，主要是因为内部质量重新调整。热弛豫后的合并产物的自旋主要由合并后留下的星环结构的共同演化决定。这种演化仍然是不确定的，所以我们也考虑磁制动和其他角动量增益和损失机制，可能会影响合并恒星的最终自旋。由于核心的压缩和合并中碳和氮的混合，增强的核燃烧驱动了一个短暂的对流核心，这极大地促进了恒星的复兴。一旦合并产物放松回到主序星，它将继续类似于质量相当的真正单星的演化。它是一个与蓝色离散星$τ$ Sco相匹配的慢速自转星。我们的研究结果表明，合并是一个很有前途的机制，以解释一些磁性的大质量恒星，它也可能是关键，以了解强磁场的起源，高磁白矮星和磁星。
2020-05-11 astro-ph.HE astro-ph.SR
Mergers of compact objects with cores of massive stars: evolutionary pathways, r-process nucleosynthesis and multi-messenger signatures
本文回顾了致密天体与大质量恒星核心并合的演化通道、吸积物理等关键过程、r-过程核合成可行性及电磁、中微子和引力波等多信使特征，并探讨其与核坍缩超新星等天文事件的关联及未来前景。
2025-02-03 astro-ph.HE astro-ph.SR
Archival Multiband Gravitational-Wave Signals from Massive Black Hole Binary Mergers
Vanderbilt University（范德堡大学）；Fisk University（菲斯克大学）；University of Southern California（南加州大学）；Universitá degli Studi di Milano-Bicocca（米兰比可卡大学）；INAF, Osservatorio Astronomico di Brera（意大利国家天体物理研究所，布雷拉天文台）；INFN, Sezione di Milano-Bicocca（意大利国家核物理研究所，米兰比可卡分部）；Institute of Space Sciences (ICE, CSIC)（空间科学研究所）；Donostia International Physics Centre (DIPC)（圣塞巴斯蒂安国际物理中心）；IKERBASQUE, Basque Foundation for Science（伊克尔巴斯基克，巴斯克科学基金会）；Universitá degli Studi dell’Insubria（因苏布里亚大学）
研究探讨了大质量黑洞双星并合在引力波频率高于脉冲星定时阵列灵敏度带时，留下的低频贡献，并讨论了多波段信号在PTA中的表现及与LISA等空间干涉仪的联合搜索前景。
2026-04-22 astro-ph.HE gr-qc
Comprehensive study of mass ejection and nucleosynthesis in binary neutron star mergers leaving short-lived massive neutron stars
利用广义相对论流体力学模拟方法，在近似中微子辐射输运的条件下，研究了大质量中子星在合并开始后$\lesssim 20$ ms内坍缩成黑洞的情况下，在动力学阶段和合并后阶段喷出物的性质.在三维模拟中的动态质量喷射进行了研究。以三维并合后系统为初始条件，采用二维轴对称粘性数值模拟方法研究了并合后物质抛射。我们发现，典型的中子丰富度的动态喷出物是更高的合并更不对称的二进制文件，因此，较重的$r$过程核占主导地位的合成。合并后的喷出物被证明只有一个温和的中子丰富度，这导致在生产较轻的$r$过程的核，无论二进制的质量比。由于较大的磁盘质量，合并后喷出物的质量是更大的不对称的二进制合并。因此，合并后的喷出物可以补偿生产不足的较轻的$r$ -过程核的不对称合并的情况下。因此，通过总结两个喷出物的成分，太阳残留的$r$ -过程的图案是复制的平均偏差的一个因素为三，无论二进制的质量比。我们的研究结果还表明，在$r$过程增强的恒星中观察到的（大约是几个因子）轻重丰度散射可以归因于双星质量比和总质量的变化。我们的结果与致密中子星双星的质量分布和磁星的短伽马射线暴的情况下的影响进行了讨论。
2022-10-18 astro-ph.HE gr-qc
Breaching the limit: formation of GW190521-like and IMBH mergers in young massive clusters
LIGO-Virgo-Kagra合作（LVC）最近发现了GW 190521，这是一个与两个黑洞（BH）合并有关的引力波（GW）源，质量分别为$66$ M $_\odot$和$>85$ M $_\odot$。GW 190521代表第一个BH双星（BBH）合并，其主要质量落入“上质量隙”，第一个留下$\sim 150$ M $_\odot$残留物。到目前为止，LVC报告发现了另外四个总质量为$>100$ M $_\odot$的合并，即在中等质量黑洞（IMBH）质量范围内。在这里，我们讨论的结果，从一系列的80 $N$体模拟的年轻大质量集群（YMC），实现相对论修正，以遵循紧凑的对象合并。我们发现了一个类似GW 190521的系统的发展，作为第三代合并的结果，和四个IMBH-BH合并与总质量$~(300-350)$ M $_\odot$。我们表明，这些IMBH-BH合并是低频GW源检测与LISA和DECIGO红移$z=0.01-0.1$和$z>100$，我们讨论了如何检测可以帮助解开IMBH出生自旋。对于GW 190521的测试情况下，我们表明，第三代合并残留物有一个自旋和有效的自旋参数相匹配的$90\%$可信区间测量GW 190521优于一个简单的双合并和单合并的。由于GW反冲踢，我们表明，保留这些合并的产品需要出生的网站逃逸速度$\gtrsim 50-100$公里的$^{-1}$，通…
2021-09-03 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Binary black hole mergers from young massive and open clusters: comparison to GWTC-2 gravitational wave data
几个天体物理方案已被提出来解释人口的双黑洞（BBH）合并的引力波（GWs）中检测到的LIGO/Virgo合作的起源。其中，BBH合并动态组装在年轻的大质量和疏散星团已被证明产生合并率密度与LIGO/Virgo估计率一致。我们使用一套直接的，高精度的$N$ -年轻的大质量和疏散星团的身体进化模型的结果，并建立人口的BBH合并，占两个宇宙学动机的模型形成的年轻的大质量和疏散星团和探测概率的LIGO/室女座。我们表明，我们的模型产生动态配对BBH合并，以及与观察到的质量，质量比，有效的自旋参数，和第二个引力波瞬态目录（GWTC-2）的最终自旋一致。
2021-05-13 astro-ph.GA astro-ph.HE
Massive Double White Dwarf Binary Mergers from the Moon: Extending the Reach of Multi-messenger Astrophysics
本文研究月球引力波探测器在亚赫兹频段探测巨质量双白矮星并合的能力，表明其每年可观测数十次事件、以百万分之一精度测量质量并提供数周预警，从而拓展多信使天体物理学。
2025-08-18 astro-ph.HE gr-qc
The CO White Dwarf + Intermediate Mass/Massive Star Binary Evolution: Possible Merger Origins for Peculiar Type Ia and II Supernovae
双星恒星演化是引发超新星等瞬变事件的重要途径。虽然双星的共同包层（CE）、CE的结果和CE阶段SN爆炸的条件都不确定，但有人认为CE阶段可以触发SN爆炸。在这项工作中，我们探索的形成和演化路线的碳/氧（CO）WD的二进制为了调查合并的CO WD和核心的非简并恒星在CE阶段作为可能的起源SNe下的核心合并爆炸（CMD）的情况下，考虑几个二进制物理模型。CO WD +中等质量正常（非简并和富氢）恒星双星的演化导致CE阶段的合并仍然可能触发Ia型SNe（SNe Ia）在不同的模型下与星周物质的相互作用。与其他CE合并事件相比，CE阶段内CO WD与He（非简并和富氦）恒星核心之间的合并是罕见的。这两个通道可能会产生特殊的超新星Ia，如过亮/超钱德拉塞卡质量超新星Ia，因为它们中的某些部分具有组合的核心质量$\geq2M_\odot$。在CO WD +大质量恒星（$\geq8M_\odot$）CE事件通道中，我们发现CO WD与大质量恒星He核的合并速率为（0.85 - 12.18）$\times10^{-5}{M_\odot}^{-1}$，可能引发类似SN 2006 gy的II型超亮超新星，其延迟时间在34 - 120 Myr之间。我们基于CMD模型的结果与奇异SNe的观测结果是一致的。
2021-07-15 astro-ph.HE astro-ph.SR
Jets from neutron-star merger remnants and massive blue kilonovae
通过含中微子输运的三维GRMHD模拟，研究揭示长寿命BNS并合遗迹可在数十毫秒内产生双极喷流、磁化星风及大量无镧系元素抛射物，解释蓝色千新星与GW170817信号。
2023-12-08 astro-ph.HE gr-qc
Convective stability analysis of massive neutron stars formed in binary mergers
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））；Yukawa Institute for Theoretical Physics, Kyoto University（京都大学汤川理论物理研究所）
研究双星并合后大质量中子星的对流稳定性，发现其稳定性受旋转效应增强，且未观察到可观测的惯性模激发，可能与数值因素有关。
2026-01-29 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Massive boson stars: Waveform-based branch diagnosis with neural reconstruction
University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）
通过分支条件神经重建模型比较候选波形假设的重建质量，诊断大质量玻色子星并合结果，证明波形形态编码了并合结局。
2026-10-27 astro-ph.HE gr-qc
Sky localization of complete inspiral-merger-ringdown signals for nonspinning massive black hole binaries
我们调查的能力LISA测量天空的位置等质量，nonspinning黑洞二进制文件，第一次结合整个吸气合并振铃信号，LISA轨道的影响，并完成三通道LISA响应。我们考虑一个位于LISA灵敏度带峰值附近的系综，总静止质量为2 \times 10^6 M \odot，红移z = 1，方向和天空位置随机选择。我们发现中值天空定位误差约为\sim 3弧分。这与强大的电磁望远镜的视场相当，例如詹姆斯韦伯太空望远镜，可以用来搜索与合并大质量黑洞相关的电磁信号。我们调查的方式，其中参数误差随测量时间的增加而减少，特别关注在合并振铃段的信号提供的额外信息。我们发现，这些信息直接改善了所有参数估计，而不是通过减少与任何子集的明确参数的相关性。虽然我们在这项研究中采用了基线LISA设计，但我们关于合并提供的信息的许多结论也适用于替代任务设计。
2011-04-29 astro-ph.HE gr-qc
Compact Binary Merger Rates: Comparison with LIGO/Virgo Upper Limits
我们比较进化预测的双紧凑对象合并率密度与初始和即将到来的LIGO/室女座上限。我们发现：（i）由于先进探测器的宇宙学范围，目前将人口合成预测转换为合并率密度的方法是不够的。(ii)我们的乐观模型比BH-BH系统的初始LIGO/Virgo上限低18倍，这表明观测灵敏度的适度增加（2.5倍）可能会带来第一次探测或第一次引力波对双星演化的限制。(iii)恒星起源的大规模BH-BH合并应该在高级LIGO/Virgo中占主导地位，并且可以通过包括螺旋，合并和环降的模板检测到红移z=2。正常恒星（<150 Msun）可以产生这样的合并，总红移质量高达400 Msun。(iv)高黑洞出生踢可以严重限制大质量BH-BH系统的形成（无论是在孤立的双星还是在动态致密星系团演化中），因此即使在完全先进的LIGO/Virgo灵敏度下，也无法检测到这些系统。我们发现，低和高的黑洞出生踢是允许目前的观测电磁约束。(v)我们的大多数模型都能用先进的探测器探测到所有类型的合并（NS-NS，BH-NS，BH-BH）。许多大规模的BH-BH合并检测将表明小（如果有的话）大规模BH的出生踢。
2016-03-27 astro-ph.HE gr-qc
Massive-Star Mergers and the Recent Transient in NGC4490: A More Massive Cousin of V838 Mon and V1309 Sco
银河系中的短暂的V1309 Sco是一个低质量恒星系统合并的结果，而V838 Mon被认为是一个类似的合并事件，来自一个更大质量的B型祖先。本文研究了在邻近星系NGC 4490中发现的一个光学/红外瞬变现象，它与这些合并事件相似（无遮蔽的祖先，不规则的多峰光变曲线，越来越红的颜色，相似的光谱，后期的红外过剩），但它具有更高的峰值光度和更长的爆发持续时间。NGC 4490-OT与SN~ 2008 S类瞬变的共同点较少。在喷发前HST图像中检测到的祖细胞，结合IR中的上限，需要在后期HST图像中已经褪色的发光和蓝色祖细胞。同样的来源被斯皮策和地面数据探测到，作为一个明亮的红外瞬态，表明过渡到一个自遮蔽状态，定性类似于其他恒星合并和LBV中看到的演变。爆发后的尘埃遮蔽源在后期太亮，太温暖，无法用红外回波解释，这表明该物体在事件中幸存下来。被遮蔽的红外源的光度与其前身的光度相似。与已提出的合并事件相比，质量更大的NGC 4490-OT前身似乎扩展了恒星质量和峰值光度之间的相关性，并可能表明这两者都与持续时间有关。我们发现NGC 4490-OT和V838 Mon的光谱也类似于eta Car的光回波光谱，这促使我们推测eta Car可能是这种现象的极端延伸。
2016-02-16 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Electromagnetic Counterparts to Massive Black Hole Mergers
在未来的二十年里，预计将打开大门的电磁（EM）和引力波（GW）的签名与大质量黑洞（MBH）的双星走向合并的第一次重合检测。这些探测将通过将这一不断增长的领域扩展到低频GW区域来启动多信使天体物理学的新时代，并将提供对MBH和星系演化的前所未有的理解。它们还将构成宇宙学的全新探测器，并将使独特的引力测试成为可能。这篇生活评论的目的是通过总结在撰写本文时已知的与MBH合并的EM对应方有关的关键发现、物理过程和想法来介绍这一研究主题。我们审查目前的观测证据密切MBH二进制文件，讨论相关的物理过程和时间尺度，并总结可能的EM对应GW的前体，合并，余辉阶段的MBH合并。我们还描述了开放的问题，并讨论在这个充满活力和快节奏的研究领域的未来前景。
2022-05-13 astro-ph.HE gr-qc
Binary black hole mergers from young massive clusters in the pair-instability supernova mass gap
最近发现的$\approx100M_\odot$的两个黑洞（BH）之间的双黑洞（BBH）合并事件GW 190521，以及其他涉及对不稳定性超新星（PSN）质量间隙中的BH的大质量BBH合并事件，引发了关于这种极端引力波（GW）事件起源的广泛争论。在这项研究中，我调查是否在年轻的大质量集群（YMCs）的动力学相互作用作为一个可行的方案组装PSN间隙BBH合并。为此，我探索了一个网格的40个新的演化模型的代表性YMC的初始质量$M_{\rm cl}=7.5\times10^4M_\odot$（$N\approx1.28\times10^5$）和大小$r_h=2$ PC，与所有BH祖星最初在原始双星。所有的集群模型的发展与直接的，相对论的N-体代码NBODY 7纳入最新的残余物的形成，BH出生自旋，和广义相对论（GR）合并反冲计划。从这些模型集群计算的BBH合并同意的质量和有效自旋参数的GW事件在最新的GW瞬态目录（GWTC）。特别地，GW 190521样，即，$\approx200M_\odot$，低排列自旋事件是通过来自星-星合并产物的BH之间的动力学合并产生的。GW 190403样，即，PSN-间隙，高度不对称和对齐的事件导致合并涉及BH旋转通过物质吸积或二元相互作用。目前的YMC模型产生了一个目前的固有合并率密度$0-3.8\times10^{-2}{{\rm~yr}^{-1}{…
2022-06-14 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Massive black hole seeds born via direct gas collapse in galaxy mergers: their properties, statistics and environment
我们研究了在富含气体的晚型星系合并过程中形成的大质量黑洞种子的统计和宇宙演化。概括Mayer等人2010年的流体模拟结果，我们设想了一个场景，在这个场景中，一颗超大质量恒星可以在星系的中心形成，这些星系由于多尺度的强大气体流入而刚刚经历了一次大合并，前提是这些星系生活在质量超过10^{11} Msun的晕中，富含气体和盘状主导，并且还没有大质量黑洞。我们假设超大质量恒星的最终坍缩导致在准恒星阶段之后迅速形成一个10^5 Msun的黑洞。使用模型的星系形成应用到千年模拟的输出，我们表明，这种大规模的黑洞形成路线发生在和谐LambdaCDM模型所需的条件实际上是常见的高红移，甚至可以实现在低红移。在质量大于10^{11} Msun的晕中，z~4以上的大多数主要合并可以导致大质量种子的形成，在z~2处，有利合并的比例减少到大约一半。有趣的是，我们发现即使在局部宇宙中，大质量晕中的一小部分（~20%）主要合并仍然满足我们的大质量黑洞形成路线的条件。这些晚期事件发生在具有明显低的集群幅度的星系中，这些星系在其生命的大部分时间里都处于孤立状态，并且第一次经历了重大的合并。我们预测，来自星系合并的大质量黑洞种子可以在高红移（z>4）和中等红移（z~2）的质量函数的大质量端占主导地位，相对于在高红移形成的较轻的种子，例如，由Pop III星的崩溃。最后，这些巨大的种子的一小部分可能在形成后不久就位…
2012-11-15 astro-ph.CO astro-ph.HE
Magnetic massive stars: confirming the merger scenario for the magnetic field generation
本文综述大质量恒星全球稳定磁场的起源争议，并结合多星系统普遍存在的观测证据，支持磁场由双星质量转移或恒星核心并合等相互作用产生的并合情景。
2024-10-25 astro-ph.HE astro-ph.SR
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
Explaining the supernova impostor sn 2009ip as mergerburst
我们认为，2012年9月超新星（SN）冒名顶替者SN 2009 ip的能量大爆发（爆发2012 b）是一个合并爆发事件，其中两颗大质量恒星合并。2009年和2011年的爆发可能发生在双星系统合并前的近星点附近，类似于19世纪巨型双星系统船底座伊塔大爆发的光度峰值。2012年b的主要爆发和2012年a的预爆发类似于合并爆发事件V838 Mon的光变曲线。SN 2009 ip的能量和喷出气体的高速度可以用一颗质量为M1~60- 100 Mo的演化恒星和一颗质量为M2~0.2-0.5M1的次级主序星的合并来解释。预计喷射出的星云将具有非球形结构，例如双极或甚至更复杂的形态。
2013-01-11 astro-ph.HE astro-ph.SR
Stellar-mass black holes in young massive and open stellar clusters IV: updated stellar-evolutionary and black hole spin models and comparisons with the LIGO-Virgo O1/O2 merger-event data
我提出了一套长期的，直接的，相对论性的多体计算模型密集的星团与最新的恒星演化，超新星（SN），和残留的自然踢模型，包括对不稳定性和脉动对不稳定性超新星（PSN和PPSN），使用更新版本的NBODY 7 N体模拟程序。N体模型还包括基于恒星演化的黑洞诞生自旋和基于数值相对论的双黑洞合并处理。这些，第一次在一个直接的N体模拟，允许第二代BBH合并。这套65个演化模型的初始质量为$10^4M_\odot-10^5M_\odot$，大小为1 pc-3 pc，金属丰度为$0.0001-0.02$，大质量恒星位于原始双星中，它们代表年轻大质量星团（YMC）和中等质量的疏散星团（OC）。这样的模型产生动态配对的BBH合并，与观测到的质量，质量比，有效自旋参数和LVC O 1/O2合并事件的最终自旋很好地吻合，前提是BH出生时具有低自旋或没有自旋，但在经历BBH合并或物质吸积后自旋上升。特别是，明显较高的质量，有效自旋参数，GW 170729并合事件的末自旋和O3事件GW 190412的质量不对称性也被自然再现。计算的模型产生大量的，$\sim100M_\odot$ BBH合并与初级质量内的“PSN差距”，也产生合并涉及残余的“质量差距”。他们还认为，YMC和OC产生持久的，LISA可检测到的本地宇宙GW源。这样的星系团也能够产生古怪的LIGO-Virgo合并。
2020-08-06 astro-ph.GA astro-ph.HE
A new route towards merging massive black holes
引力波天文学的最新进展使得直接探测两个恒星质量致密天体合并产生的引力波成为现实。双紧凑型物体合并的进化方案通常会调用共同的包络进化，这是知之甚少，导致合并率的不确定性很大。我们探讨了另一种情况下的大规模overcontact二进制（MOB）的演变，这涉及到两个非常大质量的恒星在一个非常紧密的二进制保持完全混合，由于其潮汐引起的高自旋。我们使用公开的恒星演化代码MESA系统地研究这个通道的详细模拟。我们发现，在低金属丰度，MOB产生双黑洞（BH+BH）系统，将合并在哈勃时间内的质量比接近1，在两个质量范围内，~25…60 msun和>~ 130 msun，其间产生对不稳定超新星（PISNe）。我们的模型也能够再现MOB场景中的各个阶段的对应物在本地宇宙中，提供直接的支持。我们映射的初始参数空间，产生BH+BH合并，确定预期的啁啾质量分布，合并时间，克尔参数和预测事件率。我们发现，当Z~<Z_sun/10时，约1000个核心坍缩超新星存在一个BH+BH并合。先进的LIGO（aLIGO）探测率更不确定，取决于金属丰度的演变。从大质量恒星金属丰度分布的局部和全局近似值中推导出上下限，我们估计，在PISN间隙以下BH+BH合并的aLIGO探测率（在设计极限下）约为19-550 yr^（-1），在PISN间隙以上约为2.1-370 yr^（-1）。即使保守的假设，我们发现，ALIGO应该很快检…
2016-02-09 astro-ph.HE astro-ph.SR
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
Remnant massive neutron stars of binary neutron star mergers: Evolution process and gravitational waveform
大质量（超大质量和超大质量）中子星很可能经常在双中子星合并后形成。我们探索的演化过程中残留的大质量中子星和它们发出的引力波，基于数值相对论模拟的双中子星合并采用各种状态方程和选择一个合理的范围内的中子星的质量的双星。我们发现，剩余超大质量中子星的寿命强烈依赖于总的双星质量，也对状态方程。由大质量中子星产生的引力波普遍具有频率近似恒定的准周期性质，尽管其频率随时间变化。我们还发现，引力波的频率和时变特性强烈地依赖于状态方程。本文导出了一个拟周期引力波形的拟合公式，它可用于引力波信号的数据分析。
2013-07-22 astro-ph.HE
IK Pegasi and the Double-merger Path to Type Ia Supernovae
Weizmann Institute of Science（魏茨曼科学研究所）；Max-Planck-Institut für Astronomie (MPIA)（马克斯·普朗克天文学研究所）
IK佩加西型系统通过双合并路径揭示II型Ia超新星的中间阶段，利用s过程富集识别白矮星的形成机制。
2026-02-12 astro-ph.HE astro-ph.SR
Shadows of the Colossus: Hierarchical Black Hole Mergers in a 10-million-body Globular Cluster Simulation
University of California, San Diego（加州大学圣迭戈分校）；Northwestern University（西北大学）
本研究通过1000万体模拟展示大规模球状星团中分层黑洞并合的可能性，产生质量达250个太阳质量的黑洞，为理解高质量黑洞形成提供新视角。
2026-02-09 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
The delayed time distribution of massive double compact star mergers
为了研究一般双星种群的时间演化，特别是在星系演化背景下的双致密双星和合并，最直接的方法显然是在星系化学演化代码中实现详细的双星演化模型。据我们所知，布鲁塞尔银河系化学演化代码是唯一一个完全一致的帐户的重要影响，相互作用的双星的化学演化的预测。用一个没有明确包含双星的银河系代码，如果这些合并的延迟时间分布（DTD）可用，那么双致密双星和合并的人口的时间演化可以以合理的精度进行估计。Ia型超新星的DTD在过去的十年中得到了广泛的研究。本文给出了双中子星双星和中子星与黑洞混合系统的合并的双元差分方法。后者的合并是非常有前途的网站，为生产的r-过程的元素和DTDs可以用来研究这些元素的星系演化的代码，不明确占二进制。
2016-03-10 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Can Neutron Star Mergers Alone Explain the R-process Enrichment of the Milky Way?
本文更新2014年关于双致密星并合对银河系r过程元素增丰影响的计算，以纳入LIGO新探测结果和新的r过程元素产率，检验仅靠中子星并合能否解释银河系r过程增丰。
2024-10-23 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Merger rate density of stellar-mass binary black holes from young massive clusters, open clusters, and isolated binaries: comparisons with LIGO-Virgo-KAGRA results
我调查的作用，集群动力学和大规模的二进制演化产生恒星遗迹二黑洞（BBH）合并在宇宙时间。为此，动态BBH合并是从$\sim10^4M_\odot$的长期直接N体演化模型中获得的，即pc尺度的年轻大质量星系团（YMC）演化为中等质量的疏散星团（OC）。大质量孤立双星（IB）的快速演化模型从双星演化中产生BBH。然后在模型宇宙中进行人口合成，考虑到观测到的宇宙恒星形成和富集的历史，以获得BBH合并收益率从这两个渠道可观察到在目前的一天，在宇宙时间。合并BBH人口从两个渠道相结合，通过应用贝叶斯回归链的概念验证，考虑到观察到的差异内在BBH合并率密度从第二引力波瞬态目录（GWTC-2）。分析估计的OB星的二进制部分$f_{\rm Obin}\gtrsim90$ %和YMC形成效率的$f_{\rm YMC}\sim10^{-2}$，与最近的光学观测和大尺度结构形成模拟一致。相应的组合模型宇宙的现今、微分内禀BBH合并率密度和BBH合并率密度的宇宙演化都与GWTC-2的结果符合得很好。分析还表明，尽管显着的“动力学混合”在低红移，BBH合并在高红移（$z_{\rm event}\gtrsim1$）仍然可以主要由二进制演化物理。在目前的方法和未来的改进的警告进行了讨论。
2021-12-04 astro-ph.GA astro-ph.HE
On the detectability of massive black hole merger eventsby LISA
天基引力波探测器（例如激光干涉空间天线; LISA）和当前和即将推出的脉冲星定时阵列（PTA）的发射将把引力波窗口扩展到低频，从而对涉及大质量黑洞双星（MBHB）及其合并的动力学过程进行新的研究。预计MBHB将成为LISA探测的即将到来的低频（$10^{-4}-10^{-1}$ Hz）窗口的主要来源。重要的是要研究预期的MBH合并率和相关信号，以确定潜在的LISA事件如何受到当前模型中包含的物理学的影响。为了研究这一点，我们后处理的大人口的MBHBs在Illustris模拟占动态摩擦时间延迟与BH下降/inspiral。我们发现，合并延迟与二进制的演变有可能降低预期的合并率，与$M_{\rm{BH}} > 10^6 M_\odot$ MBHB（最低质量的插图）从$\sim 3$年$^{-1}$减少到$\sim 0.1 $年$^{-1}$，并转移合并峰从z $\sim 2$ $\sim 1.25$。在这段时间里，我们估计吸积使合并的总质量从原始质量增加了7倍。然而，重要的是，与动力学摩擦相关的延迟（使合并向低红移和高质量方向移动）导致LISA带中发射的GW的信号/应变更强，平均频率从$10^{-3.1}$增加到$10^{-3.4}-10^{-4.0}$ Hz，平均应变从$10^{-17.2}$增加到$10^{-16.3}-10^{-15.3}$。最后，我们表明，包括合并延迟和相关的$…
2021-07-19 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
SN Ia-CSM 2020aeuh: Massive binary C/O WD merger?
通过光变曲线建模估算 SN 2020aeuh 的 ^56Ni 与星周壳层参数，指出其可能源于大质量双白矮星并合并在约30年后爆炸。
2025-10-19 astro-ph.HE
Signatures of Massive Black Hole Merger Host Galaxies from Cosmological Simulations I: Unique Galaxy Morphologies in Imaging
Bishop's University（主教大学）；California Institute of Technology（加州理工学院）；McGill University（麦吉尔大学）；University College Cork（科克大学学院）
研究利用宇宙学模拟揭示了大质量黑洞合并宿主星系的形态特征，通过形态统计分析提高识别准确性，为未来引力波探测提供星系形态学依据。
2023-10-14 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Formation of low-spinning 100 Msun black holes
据推测，两个大质量恒星起源黑洞在致密恒星环境中的合并可能导致在对不稳定质量隙（50-135 Msun）中形成大质量黑洞。这种合并形成的BH预期通常具有高自旋（a=0.7）。如果这样一个大质量的黑洞获得另一个黑洞，它可能会导致另一次合并，这是LIGO/Virgo在引力波中可以探测到的。获得伴星可能会受到引力波反冲/反冲的阻碍，这伴随着第一次合并，可能会迅速将大质量的BH从其母球状星团或核星团中移除。我们测试是否有可能为一个大规模的合并形成的BH的对不稳定的差距被保留在其母集群，并具有低自旋。这样的BH与原始BH是无法区分的。我们采用数值相对论计算的黑洞合并的结果，探讨合并BH质量和自旋的各种组合的引力波反冲速度的范围。我们比较了合并形成的大规模BH速度与典型的逃逸速度从球状星团和核。我们发现，一个球状星团是极不可能形成和保留一个100 Msun BH，如果BH的自旋是低的（a<0.3），因为这样的BH获得高反冲速度（>200 km/s），超过典型的逃逸速度从球状星团（50 km/s）。然而，一个非常低的旋转（a=0.1）和大质量（100 Msun）的BH可以形成并保留在银河系的核星团中。即使这种具有如此低自旋的大质量合并形成的BH在形成期间获得高速度（400 km/s），它们也可以避免喷射，因为大质量核团簇具有高逃逸速度（300-500 km/s）。因此，未来在低自旋的对不稳定性质量…
2020-08-23 astro-ph.HE
High-Redshift Merger Model for Low-Frequency Gravitational Wave Background
针对PTA探测到的GWB强度异常，提出纳入早期大质量高红移星系的“早期并合”模型，预测首个可探测单源有约30%概率为高红移大质量快速演化双星，为星系与SMBH演化提供新见解。
2024-08-03 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Is GW231123 a hierarchical merger?
School of Physics and Astronomy, Monash University（莫纳什大学物理与天文学院）；OzGrav: The ARC Centre of Excellence for Gravitational Wave Discovery（OzGrav：ARC引力波发现卓越中心）；Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik, Albert-Einstein-Institut（马克斯·普朗克引力物理学研究所，阿尔伯特·爱因斯坦研究所）；Leibniz Universität Hannover（汉诺威莱布尼茨大学）；David A. Dunlap Department of Astronomy and Astrophysics, University of Toronto（多伦多大学大卫·A·邓肯天文学与天体物理系）；Department of Physics, University of Toronto（多伦多大学物理系）
研究探讨GW231123是否通过星团中的层级合并形成，其高质量和极端自转挑战传统二星模型，提出层级组装可能解释其特性。
2026-03-27 astro-ph.HE
Forming one of the most massive objects in the Universe: The quadruple merger in Abell 1758
阿贝尔1758是一个由两个星系团组成的系统，一个更大的北部星系团和一个南部星系团。这两个部分正在经历不同阶段的重大合并事件。虽然合并成分的质量提供了足够的能量在X射线中产生可见的冲击波阵面，但迄今为止还没有发现。我们提出了详细的温度和丰度图的基础上钱德拉ACIS数据，并确定了几个候选人的冲击和冷锋从平滑梯度图的表面亮度。其中一个候选者可以通过X射线光谱学确认为北部星团中缺失的激波阵面。用GMRT观测到的非热射电辐射证实了北星团和南星团中射电晕的存在，并显示了南星团外围遗迹的证据。我们没有发现A1758N和A1758S之间存在冲击气体的证据。
2019-07-24 astro-ph.GA astro-ph.HE
Impact of Massive Binary Star and Cosmic Evolution on Gravitational Wave Observations I: Black Hole-Neutron Star Mergers
随着最近公布的GW 200105和GW 200115，GW探测器现在已经观测到了黑洞-中子星（BHNS）双星的合并。这些观测不仅证实了这些系统的存在，而且还将对大质量恒星的死亡、双星系统的演化及其与伽马射线爆发、$r$过程浓缩和千新星的可能联系提供独特的见解。在这里，我们执行隔离BHNS系统的二进制人口合成，以提出他们的合并率和地面GW观测站的特点。我们提出了420种不同的模型排列的结果，这些模型排列探索了我们关于大质量双星演化（例如质量转移，共同包络演化，超新星）的假设中的关键不确定性，以及金属性特定的恒星形成率密度，并描述了它们对我们预测的相对影响。我们发现内在的本地BHNS合并率跨越$\mathcal{R}_{\rm{m}}^0 \approx 4$ - $830\,\rm{Gpc}^{-3}\,\rm{yr}^{-1}$为我们的全部假设范围。这包括从最近的BHNS GW检测推断的速率，并且将在设计灵敏度下产生由LIGO、Virgo和KAGRA组成的GW网络的$\mathcal{R}_{\rm{det}} \approx 1$ - $180\, \rm{yr}^{-1}$的检测速率。我们发现，二进制的演变和金属特定的恒星形成率密度的影响，以$\mathcal{O}(10)$的预测合并率。我们还提出了预测GW检测BHNS合并的属性，并发现所有420个模型的变化预测，$\less…
2021-10-08 astro-ph.HE
The most ordinary formation of the most unusual double black hole merger
LIGO/Virgo协作报告了迄今为止最大质量的黑洞-黑洞（BH-BH）合并的探测，其组件质量为85 Msun和66 Msun（GW 190521）。受到最近对大麦云星云剑鱼座30星系团中大质量恒星的观测的启发（>200 Msun;例如R136 a）和采用新估计的脉动对不稳定质量损失的不确定性（这使得形成质量高达90 Msun的BH的可能性）我们表明，通过经典的孤立双星演化形成如此大质量的BH-BH合并是微不足道的。（没有动力学相互作用或外来物的帮助）。一个由两颗大质量（180+150 Msun）星族II恒星（Z=0.0001）组成的双星系统，通过一个稳定的洛希叶溢出和共同的包络幕演化。这两个暴露的恒星核心都经历了直接的核心坍缩，形成了大质量的黑洞，同时避免了对不稳定性脉动质量损失或完全破坏。LIGO/Virgo观测表明，轻BH-BH合并（两个分量均小于50 Msun）的合并速率密度在10-100 Gpc^-3 yr^-1的量级，而GW 190521表明，重合并的速率为0.02-0.43 Gpc^-3 yr^-1。我们的模型（采用了关于输入物理的标准假设），但扩展到包括200个Msun恒星，并考虑到恒星核心坍缩到90个Msun黑洞的可能性，得出了以下速率：轻BH-BH合并为63 Gpc^-3 yr^-1，重BH-BH合并为0.04 Gpc^-3 yr^-1。我们并不认为GW 190…
2020-11-13 astro-ph.HE
Hierarchical Black Hole Mergers in AGN Disks: Tracing Massive Black Hole Growth Across Cosmic Time
Universität Heidelberg, Zentrum für Astronomie (ZAH), Institut für Theoretische Astrophysik（海德堡大学天体物理中心）
本文通过半解析种群合成框架模拟AGN盘中的黑洞层级并合，揭示其可解释LVK观测到的高质量、高自旋双黑洞并合，并为约束AGN通道与超大质量黑洞增长提供新途径。
2025-08-21 astro-ph.GA astro-ph.HE
Massive binary star mergers in galactic nuclei: implications for blue stragglers, binary S-stars and gravitational waves
星系核通常包含年轻的恒星星族，并且在大多数情况下，中心有一个超大质量黑洞（SMBH）。大多数已知的大质量恒星都存在于双星或更高多重性的系统中，在星系核中，与SMBH的引力相互作用会影响它们的长期演化。本文利用高精度的$N$ -体模拟方法研究了SMBH附近恒星双星的轨道演化，包括引潮力和对运动的后牛顿修正。我们专注于Lidov-Kozai（LK）效应引起的SMBH的大质量恒星双星。我们研究了合并双星的性质随SMBH质量、初始质量函数的斜率、双星轨道参数的分布以及耗散潮中能量耗散效率的变化。我们发现，合并的大质量双星的分数是在范围$\sim 4\%$ -$15\%$的质量和轨道要素的初始分布的细节无关。对于类银河核，我们发现一个典型的二进制合并率$Γ\approx 1.4\times 10^{-7}$年$^{-1}$。大质量双星的合并产物可以是再生的蓝离散星，比它们的原始祖先更大，以及类似G2的物体。在LK周期中幸存下来的双星系统可能是X射线和引力波的来源，可以用现在和即将到来的仪器观察到。
2019-06-19 astro-ph.GA astro-ph.HE
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
Stellar-mass black holes in young massive and open stellar clusters V: comparisons with LIGO-Virgo merger rate densities
我研究了年轻的大质量星团（YMC）和疏散星团（OC）的贡献，今天的内在合并率密度的动态组装的双黑洞（BBH）。BBH合并事件率是基于Banerjee（2021）提出的一组65个最先进的星团演化模型估计的。这些相对论直接多体计算模型包含了最新的恒星质量损失和残余物形成成分。合并事件率是通过构建宇宙的星团人口来获得的，从模型中，考虑到星团的质量分布和宇宙恒星的形成和富集历史，根据观测。模型BBH合并率密度的范围从一个悲观的参考值$0.5{\rm~yr}^{-1}{\rm Gpc}^{-3}-37.9{\rm~yr}^{-1}{\rm Gpc}^{-3}$，LIGO室女座般的探测器地平线。参考率很好地容纳BBH合并率密度估计GWTC-1和GWTC-2合并事件目录。计算模型还产生差分BBH合并率密度，同意合理的GWTC-1，以及，更受约束的GWTC-2。这些结果表明，在YMCs和OC的动力学相互作用，在原则上，单独解释BBH合并率密度及其对合并的二元属性的依赖，推断从迄今为止的引力波（GW）事件。还研究了由计算模型得到的并合率密度的宇宙演化。该模型预测的速率$\approx5{\rm~yr}^{-1}{\rm Gpc}^{-3}$偏心LIGO-Virgo合并从YMC和OC。随着GW事件的增加，对BBH合并率密度的限制将有助于限制整个宇宙时间内恒星团簇形成的场景，以及各种紧凑的二元合并通道的…
2021-02-25 astro-ph.GA astro-ph.HE
FRB 181112 as a Rapidly-Rotating Massive Neutron Star just after a Binary Neutron Star Merger?: Implications for Future Constraints on Neutron Star Equations of State
快速射电暴（FRB）181112的光变曲线被分解为四个连续的脉冲，第一和第三脉冲之间的时间间隔（$\sim0.8$ ms）与第二和第四脉冲之间的时间间隔一致，这可以解释为中子星（NS）以大约$0.8$ ms的周期旋转。尽管这个周期比目前已知的最快速旋转的脉冲星要短（$1.4$ ms），这是典型的模拟大质量NS后立即形成的双星合并（BNS）。因此，BNS合并是一个很好的候选人，这个FRB的起源，如果周期性是真实的。我们讨论了未来的影响，可以得到，如果这样的周期性是从FRB同时检测到引力波（GW）。从FRB观测中推断出的剩余自旋周期$P_{\rm rem}$是唯一的信息，它不容易通过合并后阶段的当前GW观测获得。如果与从GW数据推断的合并残余物$M_{\rm rem}$的质量结合起来，它将对核物质状态方程设定新的约束。此外，合并后的量$P_{\rm rem}/M_{\rm rem}$，或合并残余物的潮汐变形性，是密切相关的二元潮汐变形性参数$Λ$的NS合并前，和一个联合FRB GW的观测将建立一个新的限制$Λ$。因此，如果$Λ$也很好地测量GW数据，这两个之间的比较将提供进一步的见解核物质和BNS合并的性质。
2020-10-15 astro-ph.HE
On the Origin of GW190521-like events from repeated black hole mergers in star clusters
LIGO和Virgo已经报告了GW 190521的检测，来自一个总质量为$150$ M $_\odot$的二元黑洞（BBH）的合并。虽然目前的恒星模型将任何黑洞（BH）残余物的质量限制在$40 - 50$ M $_\odot$左右，但在致密星团的核心，通过反复合并，可以动态地产生更大质量的BH。这个过程受到反冲反冲（由于引力辐射的各向异性发射）的限制，这些反冲被赋予合并残余物，这些残余物可以逃离母星系团，从而终止增长。我们研究了主集群的金属丰度和逃逸速度的积累大规模BH通过重复合并的作用。几乎独立的主机金属丰度，我们发现，BBH约$150$ M $_\odot$可以动态地形成在任何星团逃逸速度$\gtrsim 200$ km s $^{-1}$，发现在银河系核星团以及最大质量的球状星团和超级星团。使用仅吸气波形，我们计算了不同的初级质量（$\ge 60$ M $_\odot$）作为次级质量的函数的检测概率，发现检测概率随着次级质量的增加而增加，随着初级质量和红移的增加而减小。未来更多的大规模BBH合并的检测将是根本的重要性，了解大规模BH的增长，通过动力学和中等质量BH的形成。
2020-09-25 astro-ph.GA astro-ph.HE
Constraints on binary neutron star merger product from short GRB observations
双中子星合并是强引力波源，也是解释短持续伽玛射线暴的主要候选者。在SGRB是由双中子星合并产生的假设下，以及在SGRB X射线光变曲线中观察到的X射线平台之后的陡峭衰减标志着超大质量中子星坍缩为黑洞（BH），我们使用{ \em Swift}的统计观测特性SGRB和银河系双中子星系统的质量分布，对中子星状态方程（EoS）和合并后产物的性质施加约束。我们发现，目前的观测已经提出了以下有趣的限制：1）一个中子星EoS的最大质量接近$M_{\rm max} = 2.37\,M_\odot (1+1.58\times10^{-10} P^{-2.84})$的参数化是有利的; 2）NS-NS合并的几个结果的分数如下：$\sim40\%$提示BH，$\sim30\%$超大质量NS崩溃到BH在一个延迟时间尺度范围内，和$\sim30\%$稳定的NS，从来没有崩溃; 3）新生的超大质量NS的初自旋应接近破裂极限（$P_i\sim1 {\rm ms}$），这与合并方案一致; 4）合并产物的表面磁场典型地为$\sim 10^{15}$ G; 5）超大质量NS的椭圆率为$ε\sim (0.004 - 0.007)$，使得合并后释放强GW辐射; 6）尽管合并产物的初始自旋能量是相似的，但进入电磁通道的合并产物的最终能量输出在从几个$10^{49}$ erg到几个$10^{52}$ erg的范围内变化，因为大…
2016-02-04 astro-ph.HE
Black hole mergers from dwarf to massive galaxies with the NewHorizon and Horizon-AGN simulations
大质量黑洞（MBH）合并是低频引力波的强源。为了在宇宙学的背景下研究这些事件，我们需要追踪星系的统计种群的大尺度结构和宇宙演化，从昏暗的矮星到明亮的星系。为了覆盖如此大范围的星系质量，我们分析了两个互补的模拟：具有大体积和低分辨率的Horizon-AGN，其跟踪高质量（> 1 e7 Msun）MBH人口，以及具有较小体积但较高分辨率的NewHorizon，其跟踪低质量（<1 e7 Msun）MBH人口。虽然Horizon-AGN可以用来估计脉冲星定时阵列的吸气速率，但NewHorizon可以在LISA的矮星系统计样本中调查MBH合并，这对低质量MBH很敏感。我们使用相同的方法来分析这两个模拟，后处理MBH动力学来解释主要由动力学摩擦和恒星硬化决定的时间延迟。在这两个模拟中，MBH通常在星系合并之后很久才合并，因此MBH合并时的星系形态不再由MBH合并起源的星系合并决定。这些时间延迟导致高z MBH聚结的损失，将MBH合并速率的峰值移动到z~1-2。这项研究表明，如何跟踪MBH合并在低质量星系是至关重要的探测MBH合并率LISA和调查的主机星系的属性。
2020-09-15 astro-ph.GA astro-ph.HE
Signatures of Massive Black Hole Merger Host Galaxies from Cosmological Simulations II: Unique Stellar Kinematics in Integral Field Unit Spectroscopy
Bishop's University（主教大学）；California Institute of Technology（加州理工学院）；McGill Space Institute（麦吉尔空间研究所）；McGill University（麦吉尔大学）；University College Cork（科克大学学院）
研究利用宇宙学模拟和积分场单元光谱分析，发现大质量黑洞合并宿主星系的独特恒星动力学特征，为引力波探测提供新的观测工具。
2025-12-05 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Black hole mergers as tracers of spinning massive black hole and galaxy populations in the OBELISK simulation
本文利用OBELISK宇宙学模拟研究黑洞并合族群，发现其偏向大质量、高吸积率与高自旋宿主，并揭示动力学延迟及并合对遗迹自旋的影响。
2023-10-02 astro-ph.GA astro-ph.HE
Spinning down neutron-star merger remnants with the Tayler-Spruit dynamo: Global simulations reveal the formation of massive disks and neutron-rich ejecta
California Institute of Technology（加州理工学院）；Walter Burke Institute for Theoretical Physics, California Institute of Technology（加州理工学院沃尔特·伯克理论物理研究所）
研究通过广义相对论磁流体动力学模拟，发现Tayler-Spruit发电机可重塑中子星并合遗迹的角动量分布，形成大质量富中子吸积盘与抛射物，影响其演化与多信使特征。
2026-09-29 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
Evolution of massive black hole spins
黑洞自旋影响“经典”吸积过程的效率，从而影响类星体的辐射输出。自旋还决定了从黑洞本身可以提取多少能量。最近，人们发现大质量黑洞的自旋也会影响黑洞在星系中的滞留，这是由于合并时引力波的各向异性发射造成的脉冲“引力反冲”，高达数千公里/秒。在这里，我讨论了大质量黑洞自旋的演化沿宇宙的历史，由于合并和吸积事件的组合。我描述了最近的模拟吸积黑洞合并残留物，并讨论了类星体的黑洞的自旋的影响。
2010-10-05 astro-ph.CO astro-ph.HE
Great Balls of FIRE III: Modeling Black Hole Mergers from Massive Star Clusters in Simulations of Galaxies
本研究应用新框架结合FIRE项目星系模拟与CMC代码，探究不同质量星系中大质量星团内双黑洞的动力学形成，发现低质量星系贡献有限且并合率与极端恒星形成强相关。
2023-11-24 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
