In the grip of the disk: dragging the companion through an AGN
Niels Bohr Institute（尼尔斯·玻尔研究所）；CENTRA, Departamento de Física, Instituto Superior Técnico – IST, Universidade de Lisboa – UL（里斯本大学高级技术学院物理系中心天体物理学研究）
研究探讨了AGN盘中捕获的双星系统在接近合并前的演化，发现重复相互作用会减小轨道倾角和半长轴，而偏心率呈现复杂变化，最终系统趋于圆化，且某些高偏心率轨道可快速转为同步旋转。
2026-03-24 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Spin-Orbit Misalignments of Eccentric Black Hole Mergers in AGN Disks
Niels Bohr International Academy, Niels Bohr Institute（尼尔斯·玻尔国际学院，尼尔斯·玻尔研究所）；Center of Gravity, Niels Bohr Institute（引力中心，尼尔斯·玻尔研究所）
研究通过N体模拟分析AGN盘中双星合并的自转-轨道偏移，发现近圆轨道通常对齐，而偏心轨道因气体扭矩作用有限，导致χ_eff分布更各向同性，揭示了AGN通道中二体偏心率与χ_eff的关联。
2026-03-24 astro-ph.GA 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
The AGN Channel in 3D: Scattering Belts and the Importance of Eccentricity in the Black Hole Population
Niels Bohr International Academy, Niels Bohr Institute（尼尔斯·玻尔国际学院，尼尔斯·玻尔研究所）
通过AGNBI三维混合N体模拟，发现黑洞在活动星系核盘中形成双星并产生“散射带”，偏心率抑制并合率，估算引力波并合率为2-12 Gpc⁻³yr⁻¹。
2026-09-21 astro-ph.GA astro-ph.HE
Eccentric Accretion Disks in Active Galactic Nuclei
Shanghai Astronomical Observatory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院上海天文台）
研究揭示了超大质量黑洞周围偏心吸积流产生的偏心级联现象，解释了活动星系核的多波段辐射和变化，提出偏心吸积盘作为统一BLR和X射线冠的模型。
2026-03-30 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Hydrodynamic Simulations of Eccentric Black Hole Encounters in AGN Discs
University of Oxford（牛津大学）；University of Notre Dame（圣母大学）；Institute of Science and Technology Austria (ISTA)（奥地利科学技术研究所）；Eötvös University（厄特沃什大学）
本研究通过483个二维流体动力学模拟，发现小偏心率（约盘厚径比）可扩大AGN盘中黑洞捕获窗口，而大偏心率降低捕获率，首次近心点距离能有效预测直接捕获。
2026-09-18 astro-ph.GA astro-ph.HE
Tidal Disruption Events from three-body scatterings and eccentricity pumping in the disks of Active Galactic Nuclei
本研究通过SpaceHub模拟三体相互作用，计算了活动星系核（AGN）中潮汐瓦解事件（TDEs）与μTDEs的发生率，指出前者在AGN早期更频繁、后者贯穿其生命周期，相关探测可约束AGN盘内天体族群。
2024-05-23 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Evolution of binary black holes in AGN accretion discs: Disc-binary interaction and gravitational wave emission
双黑洞合并是LIGO/Virgo探测到的引力波事件的主要来源。嵌入活动星系核（AGN）吸积盘中的二元黑洞是这种GW事件的可能候选者。结合盘-双星相互作用的演化方程和GW螺旋，我们发展了一个理想化的分析模型，用于分析活动星系核吸积盘中BBH的轨道演化。我们调查耦合的“光盘+GW”驱动的BBHs从光盘驱动的制度过渡到GW驱动的制度，在小的分离轨道分离的演变。在这个演化通道中，BBH合并被加速的轨道衰变和轨道偏心率增长的组合在光盘为主的政权。我们提供了一个量化的合并时间尺度$τ_\text{merger}$，并分析其依赖于吸积盘和二进制轨道参数。通过计算的GW频率的函数的轨道偏心率的演变，我们预测，大多数双星活动星系核盘应具有显着的剩余偏心率（$e \sim 0.01-0.1$），潜在的LISA检测。我们进一步讨论了这种特殊的BBH在AGN通道的二元演化路径的框架内的潜力和警告。
2020-06-12 astro-ph.GA astro-ph.HE
Hydrodynamical Evolution of Black-Hole Binaries Embedded in AGN Discs
LIGO/VIRGO在引力波中探测到的活动星系核盘中的恒星质量双黑洞可能是黑洞合并的前身。为了更好地了解BBH与盘气体相互作用的流体动力学演化，我们进行了一套高分辨率的2D模拟的二进制本地盘（剪切盒）模型，考虑各种二进制质量比，偏心率和背景盘属性。我们使用$γ$定律状态方程，并采用一个强大的后处理处理，以评估质量吸积率，扭矩和能量转移率的二进制，以确定其长期的轨道演化。我们发现，圆形可比质量双星合同，轨道衰变率的几倍的质量倍增率。偏心双星总是经历偏心阻尼。具有较高偏心率或较小质量比的顺行双星通常有较慢的轨道衰变率，在某些极端情况下会出现轨道膨胀。平均的双星质量吸积率取决于吸积体的物理尺寸。的吸积流是高度可变的，占主导地位的变异频率是明显的二进制轨道频率（在旋转框架围绕中央大规模BH）的圆形双星，但逐渐转移到径向周转频率作为二进制偏心率的增加。我们的研究结果表明，嵌入活动星系核盘的BBH的动力学是完全不同的孤立的双星在自己的环双星盘。此外，我们的研究结果表明，硬化的时间尺度的二进制文件是远远短于他们的迁移时间尺度的光盘，所有合理的二进制和光盘参数。
2022-09-07 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Towards gravitational wave parameter inference for binaries with an eccentric companion
The Niels Bohr Institute（尼尔斯·玻尔研究所）；Niels Bohr International Academy, The Niels Bohr Institute（尼尔斯·玻尔国际学院，尼尔斯·玻尔研究所）；Institut für Physik und Astronomie, Universität Potsdam（波茨坦大学物理与天文学研究所）
本文提出了一种新的引力波参数推断模型，用于分析具有偏心伴星的双星系统，通过考虑视线加速度的影响，以提高对双黑洞起源的鉴别能力。
2026-01-21 astro-ph.HE gr-qc
A study of the Inspiral-Merger-Ringdown Consistency Test with gravitational-wave signals from compact binaries in eccentric orbits
本研究通过注入实验表明，偏心引力波信号在残余偏心率≥0.04时会导致准圆形波形下的IMRCT虚假违反，凸显了精确偏心波形模型在广义相对论检验中的必要性。
2024-07-18 astro-ph.HE gr-qc
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
Eccentricity in Disguise? Insights from GW231123 and Numerically Simulated Binary Black Hole Merger Signals
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））；Institute for Gravitation & the Cosmos, Department of Physics, Penn State University（宾夕法尼亚州立大学引力与宇宙学研究所物理学系）；Indian Institute of Technology, Bombay（印度理工学院孟买分校）；Gran Sasso Science Institute (GSSI)（格兰萨索科学研究所）；INFN, Laboratori Nazionali del Gran Sasso（意大利国家核物理研究所格兰萨索国家实验室）；School of Physics and Astronomy and Institute for Gravitational Wave Astronomy, University of Birmingham（伯明翰大学物理与天文学院及引力波天文学研究所）
本文通过分析GW231123信号和数值模拟，发现忽略偏心率修正的波形模型可能将高偏心率双黑洞误判为近极端自旋，并强调环降分析可提供更可靠的自旋估计。
2026-06-16 astro-ph.HE gr-qc
Probing AGN Disks Density Profiles through Gravitational Wave Observations
针对当前望远镜难以精确测量AGN吸积盘密度分布的问题，本研究提出利用嵌入AGN吸积盘的旋进恒星级双黑洞，通过空间引力波探测器多年观测追踪引力波演化，将密度推断误差限制在2×10⁻¹¹g/cm³以下，开辟了重建吸积盘密度分布的新途径。
2025-11-13 astro-ph.HE gr-qc
Environmental effects in stellar mass gravitational wave sources II: Enhanced detectability of phase shifts in eccentric sub-populations
Niels Bohr International Academy, The Niels Bohr Institute（尼尔斯·玻尔国际学院，尼尔斯·玻尔研究所）；Center of Gravity, Niels Bohr Institute（引力中心，尼尔斯·玻尔研究所）；Institut für Physik und Astronomie, Universität Potsdam（波茨坦大学物理与天文学研究所）；Max-Planck-Institut für Astrophysik（马克斯·普朗克天体物理学研究所）
研究发现偏心引力波信号特性增强了环境效应引起的引力波相移可探测性，通过特定公式提升信噪比，还探讨了对不同探测器中双星群体的影响，指出联合分析偏心和相移在当前目录中已具可行性。
2026-07-07 astro-ph.HE gr-qc
Formation of Merging Stellar-Mass Black Hole Binaries by Gravitational Wave Emission in Active Galactic Nucleus Disks
该研究解析分析了活动星系核盘中恒星质量黑洞经引力波辐射形成并合双星的过程，发现多数双星在LVK频段内呈高度偏心并可被探测，且偏心率受速度、距离和频段影响。
2024-03-14 astro-ph.HE gr-qc
"Spoon-feeding" an AGN
当一颗恒星太靠近一个巨大的黑洞时，就会发生潮汐破裂事件（TDEs）。如果恒星的轨道刚好在潮汐半径之外，则会发生一个不那么戏剧性的事件，导致质量的轻微剥离。因此，如果一颗恒星在这些束缚偏心轨道中的一个轨道上围绕中心黑洞运行，那么在每个轨道周期都会发生较弱的爆发。由于五个雨燕观测，我们观察到最近的耀斑（92 Mpc）星系IC 3599，其中可能的TDE已经在1990年12月在Rosat全天巡天期间观察到。通过光变曲线模型和光谱拟合，我们将所有这些事件解释为一颗恒星进入9.5年高偏心率束缚轨道的非破坏性潮汐剥离。这是第一个周期性部分潮汐扰动的例子，可能是对中心黑洞的一勺喂养。
2015-02-27 astro-ph.HE
Multi-band light curves from eccentric accreting supermassive black hole binaries
我们使用长期运行，高分辨率的流体动力学模拟计算多波长光变曲线（LC）从周围的吸积等质量超大质量黑洞（BH）的二进制文件的热盘发射，重点揭示二进制偏心率。LC通过用绝热状态方程、局部黑体冷却处方和近似辐射压力影响的修正来模拟磁盘热力学而获得。我们发现，调制的轨道时间尺度上的多带LC通常是同相的（内$\sim\,$ 2%的一个双轨道周期），但它们包含脉冲子结构在时域中，不一定反映在BH吸积率$\dot M$。因此，我们预测，双星托管活动星系核将表现出高度相关的，同相的，周期性的亮度调制在其低能量磁盘的排放。然而，这些调制在多波长观测活动的可检测性可能会受到严重影响，因为观察到的活动星系核的随机变化通常具有比我们提出的信号更高的幅度。在许多双星周期的时间基线上的观测可能会使信号更加突出，但这需要仔细分析。如果喷流发射是由$\dot{M}$预测，那么我们预测一个较弱的相关性与低能量盘发射由于不同的亚峰结构。对于我们探索的二进制参数，我们表明，由于流体动力学的LC变异可能占主导地位的多普勒增亮与磁盘马赫数$\lesssim 20$的所有等质量的二进制文件。偏心率的一个有希望的特征是弱的或不存在的“块”周期性。我们发现，一个显着的滞后之间存在的$\dot{M}$和低能量盘发射的圆形双星，但他们是在偏心双星，这可能解释了一些“孤儿”耀变体耀斑没有$γ$射线对应。
2022-10-17 astro-ph.HE
Perturbing AGN Accretion Disks with Stars and Moderately Massive Black Holes: Implications for Changing-Look AGN and Quasi-Periodic Eruptions
该模型提出轨道伴星扰动AGN吸积盘激发螺旋波导致吸积爆发，解释变脸AGN需高偏心中等质量黑洞，而准周期爆发则源于高偏心恒星近心点经过。
2025-06-24 astro-ph.GA 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
Prograde and Retrograde Gas Flow around Disk-embedded Companions: Dependence on Eccentricity, Mass and Disk Properties
我们应用三维流体动力学模拟来研究气体流模式的旋转方面的偏心同伴嵌入在一个吸积盘周围的主要主机。我们采样了广泛的伴侣质量比q和磁盘的纵横比h，并确认了一个通用的过渡从pendide（稳定的潮汐相互作用为主）逆行（背景开普勒剪切为主）circum-companion流时，轨道偏心率超过一个临界值et。对于亚热伴星，我们得到了et \sim h，而对于超热伴星，我们得到了et \sim（q/h）^1/3，并提出了统一这两种情况的经验公式.我们的研究结果还表明，ET是不敏感的湍流，在运动粘度项的形式建模的适度水平。在活动星系核吸积盘中的恒星质量黑洞（sBH）中，其绕恒星盘（CSD）旋转的分叉表明形成了一个几乎反排列的sBH群体，其与低自旋引力波（GW）事件的关系可以通过未来活动星系核盘中sBH演化的群体模型来更详细地探讨，利用我们对et的定量标度;在环行星盘（CPD）的背景下，我们的研究结果表明，在逆行CPD周围的偏心行星原位形成逆行卫星的可能性。
2022-10-24 astro-ph.EP astro-ph.HE astro-ph.SR
Hubble Constant Measurement with GW190521 as an Eccentric Black Hole Merger
引力波观测可以用来精确测量哈勃常数$H_0$，并有助于理解目前Ia型超新星和宇宙微波背景之间的差异。中子星合并主要用于这一目的，因为它们的电磁辐射可以用来大大减少测量的不确定性。在这里，我们估计$H_0$使用最近观察到的黑洞合并GW190521和它的候选电磁对应物发现ZTF使用一个高度偏心的解释GW190521的属性。我们发现，重建的距离GW190521和红移的候选宿主星系是更符合标准的宇宙学为我们的偏心模型比，如果我们重建的源参数假设没有偏心。结合中子星合并的结果，我们得到了GW 190521的$H_0=88.6^{+17.1}_{-34.3}$ \，km\，s $^{-1}$ Mpc $^{-1}$和$H_0=73.4^{+6.9}_{-10.7}$ \，km\，s $^{-1}$ Mpc $^{-1}$.我们的研究结果表明，未来的$H_0$计算使用黑洞合并将需要考虑可能的偏心率。在极端情况下，活动星系核盘中双星的轨道速度可以代表一个显著的系统不确定性。
2020-09-29 astro-ph.HE
Formation Rate of Extreme Mass Ratio Inspirals in Active Galactic Nuclei
极质量比激励源是LISA（Laser Interferometer Space Antenna）和天琴（TianQin）等星载引力波探测器的重要光源。以前的EMRI率研究集中在“损失锥”的情况下，恒星质量的黑洞（sBH）分散到高偏心轨道附近的中央大质量黑洞（MBH）通过多体相互作用。在这项工作中，我们计算的EMRI率的另一种形成渠道：EMRI的形成辅助吸积流周围的吸积大质量黑洞。在这种情况下，sBH和倾斜轨道上的恒星被吸积盘捕获，然后在密度波产生和逆风的影响下向MBH迁移。通过求解包含sBH-sBH/sBH-星散射和sBH/星盘相互作用的Fokker-Planck方程，我们发现吸积盘通常使单个MBH的EMRI形成率比典型的“损失锥”形成通道提高$\mathcal O(10^1-10^3)$。考虑到活动星系核（AGN）的分数是$\sim \mathcal O(10^{-2}-10^{-1})$，MBH预计将迅速吸积，我们预计EMRI的形成活动星系核盘辅助星载引力波探测器观测到的所有EMRI的一个重要渠道。这两个通道还预测了EMRI偏心率和轨道倾角相对于MBH自旋赤道平面的不同分布，这可以通过未来的引力波观测来检验。
2021-06-15 astro-ph.HE gr-qc
An eccentric wave in the circumstellar disc of the Be/X-ray binary X Persei
本文介绍了2017年12月至2020年1月期间获得的Be/X射线双星X Per（MJD~58095 - MJD~58865）的光谱观测结果。在2017年12月，$Hα$、$Hβ$和HeI 6678发射谱线对称，紫红峰比为$V/R \approx 1$。在第一阶段（2017年12月至2018年8月），V/R比下降到0.5，所有三条线路的不对称性同时发展。2018年9月，速度为$\approx 250$ ~km~s的第三个分量$^{-1}$出现在HeI线轮廓的红色一侧。后来，该成分出现在$Hβ$中，并伴随着$Hα$中红色肩的出现。假设这是由星周盘中的偏心波引起的，我们发现偏心波首先出现在盘的最里面，它以出流速度$v_{wave} \approx 1.1 \pm 0.2 $ ~km~s $^{-1}$向外传播，偏心波的偏心率为$e_{wave} \approx 0.29 \pm 0.07$。对这种偏心率起源的详细了解将对从行星环到活动星系核的广泛系统具有应用价值。
2020-10-05 astro-ph.HE astro-ph.SR
Spikey: Self-Lensing Flares from Eccentric SMBH Binaries
我们研究了两个类星体的光变曲线，最近的建议，一个超大质量黑洞二（SMBHB）可以表现出尖锐的透镜尖峰的动机。我们模型的变化，每个光变曲线由于两个相对论效应的组合：轨道相对论多普勒增强和引力二进制自透镜。为了模拟每个系统，我们扩展以前的多普勒加自透镜模型，包括偏心率。第一个类星体在光学数据中被确定为具有20年周期的二元候选者（方舟120），并显示出突出的尖峰。对于这个源，我们排除了透镜假设，并不赞成多普勒增强假设，由于测量值与恢复值的二元质量和光谱斜率的差异。第二个来源，我们称之为Spikey，是开普勒高质量，高节奏测光数据中发现的罕见的活动星系核（AGN）。对于这个源，我们找到了一个模型，由多普勒调制和窄对称透镜尖峰的组合组成，与总质量约为3000万太阳质量的偏心SMBHB一致，静止框架轨道周期T=418天，偏心率e=0.5，这一解释可以通过监测Spikey的周期性行为和未来几年的重复耀斑来检验。在准备这样的监测，我们目前的第一个X射线观测这个对象所采取的尼尔Gehrels斯威夫特天文台。
2020-05-19 astro-ph.HE
Tidal Peeling Events: low-eccentricity tidal disruption of a star by a stellar-mass black hole
恒星质量的黑洞（BH）和恒星之间的近距离相遇经常发生在密集的星团和活动星系核（AGN）的圆盘中。最近的研究表明，在高度偏心的近距离相遇中，恒星可能会被BH（微潮汐破坏事件，或微TDE）潮汐破坏，导致快速的质量吸积和可能明亮的电磁特征。在这里，我们考虑的情况下，恒星可能会接近恒星质量BH在一个渐进的，近圆形的inspiral，在一个circum-binary气体盘或在一个星团的三体相互作用的动力学摩擦的影响下。我们使用光滑粒子流体动力学代码PHANTOM对这种情况进行流体动力学模拟。我们发现恒星的质量被黑洞慢慢地剥离。我们称这种逐渐的潮汐破坏为“潮汐剥离事件”或TPE。根据初始距离和偏心的遭遇，TPE可能会表现出显着的吸积率和轨道演化不同于那些典型的（偏心）micro-TDE。
2023-03-22 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-th
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
Turbulent drag on stellar mass black holes embedded in disks of active galactic nuclei
研究AGN盘湍流对恒星质量黑洞轨道动力学的影响，提出半解析框架，发现湍流阻碍轨道圆化与对齐，对黑洞合并率预测具有重要意义。
2025-11-02 astro-ph.GA astro-ph.HE
Environmental effects in stellar mass gravitational wave sources I: Expected fraction of signals with significant dephasing in the dynamical and AGN channels
本文首次评估了下一代引力波探测器中环境效应导致的退相位信号比例，构建通用与具体处方，预测数百个信号将受环境显著影响。
2025-08-08 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
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
Hydrodynamical Evolution of Black-Hole Binaries Embedded in AGN Discs: III. The Effects of Viscosity
本文通过二维粘性流体模拟研究AGN盘中双黑洞轨道演化，发现粘性提高吸积率并改变力矩与角动量传递，影响顺行与逆行双星的硬化、衰减和偏心率阻尼，揭示该过程的多因素复杂性。
2024-01-12 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Evolution of Retrograde Orbiters in an AGN Disk
活动星系核盘被认为是恒星质量黑洞双星合并的理想场所。最近的许多工作已经完成了这一合并渠道，但大多数集中在恒星质量的黑洞（BH）轨道上的反方向。很少有人研究逆行轨道（RO）对活动星系盘中BBH形成和合并的影响。量化逆行的贡献是很重要的，因为当盘形成时，大约一半的轨道器最初应该在逆行轨道上。我们对活动星系核盘中的旋光演化进行了解析计算。由于这种演变可能会导致RO的轨道交叉的反方向BBH，我们推导出一个给定的RO和一个给定的反方向BBH轨道之间的碰撞率。在这里给出的例子中，在圆盘内部区域的RO经历了轨道半长轴的快速减小，同时在不到一百万年的时间内变得高度偏心。这种快速的轨道演变可能导致激光干涉仪空间天线可探测到的极端质量比吸气。我们的例子中的RO与迁移陷阱中的BBH的碰撞率强烈依赖于内部辐射压力占主导地位的区域，这取决于超大质量黑洞（SMBH）的质量的体积。率最低的大质量SMBH，占主导地位的活动星系核合并渠道，这表明合并率为这个渠道可能不会显着改变RO。
2021-02-04 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
Scattering of stellar-mass black holes and gravitational wave bremsstrahlung radiation in AGN disks
本文研究了AGN盘中恒星级黑洞迁移散射时的引力波轫致辐射，通过蒙特卡洛模拟估算了LIGO探测率（0.08-1194 Gpc^-3 yr^-1），并提供了第一性原理引力波模板。
2025-04-27 astro-ph.HE
X-ray Quasi-Periodic Oscillations in Active Galactic Nuclei and Their Implications for the Changing Look Phenomenon
Xiamen University（厦门大学）；University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Yunnan Observatories, Chinese Academy of Sciences（中国科学院云南天文台）
研究发现活动星系核NGC 1566在2018次耀斑中出现准周期振荡候选信号，提出变化外观现象可能由不 aligned 的吸积盘驱动，解释了其快速转变时间尺度。
2026-02-27 astro-ph.HE
Constraining the LIGO/Virgo AGN channel with black hole spins
本文提出活动星系核盘中偏心顺行并合后轨道可降低黑洞自旋，解释 LIGO/Virgo 低自旋观测，并以面内自旋比例检验层级并合与核星团相互作用。
2023-09-26 astro-ph.GA astro-ph.HE
Formation of Merging Black Hole Binaries Inside Massive AGN Stars
Perimeter Institute for Theoretical Physics（Perimeter理论物理研究所）；Department of Astronomy and Astrophysics, University of California, Santa Cruz（加州大学圣克鲁兹分校天体物理学与天文学系）；School of Natural Sciences, Institute for Advanced Study（高等研究院自然科学院）；Department of Astrophysical Sciences, Princeton University（普林斯顿大学天体物理科学系）
本研究通过三维流体动力学模拟证明，活动星系核盘中的恒星可捕获经过的黑洞，在内部形成并合时间短的黑洞双星，为引力波事件提供可行来源。
2026-09-16 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Gravitational wave mergers of accreting binary black holes in AGN discs
该研究建立AGN圆盘中吸积双黑洞的解析模型，揭示圆盘纵横比决定轨道扩张或收缩，并量化并合时间与引力波事件率。
2024-12-02 astro-ph.GA astro-ph.HE
Formation and Evolution of Compact Object Binaries in AGN Disks
LIGO/VIRGO发现的引力波（GW）事件的天体物理起源仍然是一个悬而未决的难题。在活动星系核（AGN）中，致密天体双星形成、演化，并与致密星团和气体盘相互作用。一个重要的问题是二进制文件是否以及如何在这些环境中合并。为了解决这个问题，我们已经进行了一维的$N$体模拟结合半解析模型，其中包括形成，中断，和二进制自洽的演变。我们指出双星可以通过气体介质中的动能耗散在单-单相互作用中形成。这种"气体捕获“的双星形成通道对气体驱动的合并贡献了$97\,\%$，即使没有预先存在的双星，也会导致活动星系核盘中的高合并率。我们发现合并率在$\sim 0.02-60\,\mathrm{Gpc^{-3}yr^{-1}}$范围内。结果是不敏感的气体硬化过程的假设：我们发现，一旦它们形成，二进制合并有效地通过二进制单相互作用，即使这些气体过程被忽略。我们发现每个黑洞的平均合并数为$0.4$，在3000万年内重复合并的概率为$\sim 0.21-0.45$。高BH群众由于重复合并，高偏心率，和一个显着的多普勒漂移的GWs是有前途的签名，区分这种合并渠道从其他。此外，我们发现，气体捕获二进制复制的银河系中心的LMXB的分布，包括外截止在$\sim1$ pc由于迁移和硬化之间的竞争气体扭矩。
2020-05-30 astro-ph.GA astro-ph.HE
Simulation of Binary-Single Interactions in AGN Disks II: Merger Probability of Binary Black Holes during Chaotic Triple Process
本研究通过1800个二维流体动力学模拟与后牛顿N体计算，量化了活动星系核盘中双星-单星相互作用导致的双黑洞并合概率，发现稠密气体通过缩小空间尺度和增加遭遇次数将并合概率从4%提升至20%，并可能在年时间尺度内产生双引力波事件。
2025-10-10 astro-ph.GA astro-ph.HE
FEADME: Fast Elliptical Accretion Disk Modeling Engine
University of Illinois（伊利诺伊大学）；National Center for Supercomputing Applications（国家超级计算应用中心）
介绍FEADME框架，利用相对论椭圆吸积盘形式，通过JAX和NumPyro进行可微正向建模与贝叶斯推理，用于宽巴尔末线发射建模，应用于双峰值发射体和潮汐瓦解事件，分析吸积盘结构。
2026-10-28 astro-ph.HE
A Semi-Analytical Model for Stellar Evolution in AGN Disks
本文提出一个适用于AGN盘致密环境的半解析恒星演化模型，以极低计算代价精确复现完整演化结果，并用于判断盘内恒星的演化命运及盘参数影响，支持时变条件与N体耦合。
2024-09-04 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Simulation of Binary-Single Interactions in AGN Disk I: Gas-Enhanced Binary Orbital Hardening
本研究通过耦合REBOUND与Athena++开展二维模拟，探索气体环境中活动星系核盘内的双单相互作用（BSI），发现气体可改变约一半BSI终态、增加近距相遇次数并缩短双黑洞并合时标，提升三体并合率。
2025-04-16 astro-ph.HE
Kicking time back in black-hole mergers: Ancestral masses, spins, birth recoils and hierarchical-formation viability of GW190521
本研究通过贝叶斯框架反推GW190521祖辈黑洞性质，评估其层级形成概率，发现准圆并合在核星团中可行，偏心并合在球状星团中不可行。
2024-11-08 astro-ph.HE gr-qc
The Origins of AGN Obscuration: The 'Torus' as a Dynamical, Unstable Driver of Accretion
多尺度模拟使得有可能跟踪从星系尺度到吸积盘流入大质量黑洞的气体。当足够的气体被推向黑洞时，引力不稳定性通常会形成向内传播的偏心盘。不平衡的恒星盘在气体盘上施加了强大的扭矩，推动了流入，推动了BH的快速增长。在这里，我们调查是否相同的气体盘是'环面'调用来解释模糊AGN。盘一般是厚的，具有特征性的~1-10 pc大小和质量，类似于环面所需的大小和质量。即使没有强大的恒星反馈提供垂直支持，预测的鸟居的刻度高度和模糊分数也是相当大的。相反，它们可以通过强弯曲模式和由流入产生的不稳定性激发的翘曲来维持。其他属性通常归因于反馈过程可以解释的动力学效应：环面和宿主星系之间的错位，本地SFR和湍流气体速度之间的相关性，以及活动星系核光度或SFR的模糊分数的依赖性。我们比较了预测的环面性质与观测的气体表面密度分布，运动学，标度高度，和SFR密度活动星系核，发现它们是一致的。我们认为，如果没有凝块气体分布，就不可能重现这些观测结果和观测到的柱密度（N_H）分布，但考虑到小尺度上的凝块，预测的N_H分布与10 ^20 -27 cm^-2范围内的观测结果吻合得很好。我们研究了N_H如何与星系和活动星系核的性质成比例，发现活动星系核的反馈可能是必要的，以解释一些趋势与光度和/或红移。环面不仅仅是吸积的旁观者或被动燃料源，它本身也是驱动吸积的机制。
2011-10-31 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Long-term Evolution of Tightly-Packed Stellar Black Holes in AGN Disks: Formation of Merging Black-Hole Binaries via Close Encounters
本文研究了两个或多个恒星黑洞（BH）围绕超大质量黑洞（SMBH）的初始分离但不稳定的圆形轨道的长期演化。这种紧密堆积的轨道结构可以自然地产生于活动星系核盘中的黑洞迁移。轨道的动力学不稳定性导致两个黑洞之间经常发生近距离相遇，在此期间，黑洞间距$r_{\rm p}$变得小于希尔半径$R_{\rm H}$。在罕见的非常近距离的相遇中（$r_{\rm p}$比$R_{\rm H}$小几个数量级），一个紧密合并的BH双星可以在引力波发射的帮助下形成。我们使用$N$ -体模拟来研究不同程度的“接近”的近距离相遇的时间演化和由此产生的二进制BH合并的属性。对于典型的“SMBH + 2 BH”系统，近距离相遇（使用$r_{\rm p} \lesssim R_{\rm H}$）的平均累积次数近似为$\propto t^{0.5}$。对于$r_{\rm p} \ll R_{\rm H}$，最小相遇间隔$r_{\rm p}$遵循线性累积分布$P(<r_{\rm p}) \propto r_{\rm p}$。从这些，我们得到一个半解析表达式的平均率的二进制捕获，导致BH合并。我们的结果表明，活动星系核盘中的密堆积黑洞可能需要很长的时间（$\gtrsim 10^7$围绕SMBH的轨道）才能经历足够近的相遇并形成一个束缚双星，尽管如果初始黑洞轨道高度对齐，这个时间可以更短。在这种情况下产生的BH双星合并总是…
2022-03-10 astro-ph.GA astro-ph.HE
Circumbinary Accretion: From Binary Stars to Massive Binary Black Holes
我们回顾了近年来关于环双星吸积动力学的研究成果，包括时间变率、盘与双星之间的角动量转移以及吸积双星的长期演化。这些动力学可以影响恒星双星的形成/演化，环绕双星的行星形成/迁移，以及（超）大质量黑洞双星的演化。我们讨论的动力学和演化的倾斜/翘曲的circumbinary磁盘和连接与最近的观测原行星盘。一种特殊的环双星吸积涉及嵌入“大”盘中的双星，这可能有助于AGN盘中恒星质量黑洞的合并。亮点包括：$\bullet$环联星吸积是高度可变的，在$P_{\rm b}$（联星周期）或$\sim 5P_{\rm p}$被调制，取决于联星的偏心率$e_{\rm b}$和质量比$q_{\rm b}$。$\bullet$环双星盘的内部区域可以发展出相干的偏心结构，这可能会调节吸积并影响盘中发生的物理过程（例如行星迁移）。$\bullet$在很长的时间尺度上，环双星吸积会使双星的质量趋于相等，它并不总是像通常认为的那样导致双星轨道的衰变。长期轨道演化取决于双星参数（$e_{\rm b}$和$q_{\rm b}$）和吸积气体的热力学性质。$\bullet$围绕低偏心率双星的未对准盘由于粘性耗散而趋向于共面演化。但当$e_{\rm b}$显著时，盘可以向“极排列”演化，盘平面垂直于二元平面。
2023-01-25 astro-ph.HE astro-ph.SR
Multiwavelength periodicity study of Markarian 501
活动星系核是高度可变的电磁波发射体，从无线电到伽马射线。这种变化可能是周期性的，这反过来又可能是二元黑洞的特征。黑洞系统是引力波的强辐射源，引力波的振幅依赖于双星轨道参数，如质量、轨道半长轴和偏心率。目的：我们的目标是通过几个不同波长的观测来证明活动星系核Markarian 501周期性的存在。不同波长的同步周期性提供了活动星系核核心存在束缚双星黑洞的证据。研究方法：用Lomb-Scargle方法、历元折叠技术和SigSpec软件分析了惠普尔、SWIFT、RXTE和MAGIC观测的现有数据集。结果：我们的分析显示了72天的时间，这在以前的作品中是看不到的，因为观察的时间有限。这与23天周期并不矛盾，23天周期可以从72天周期中推导出高次谐波。
2009-05-15 astro-ph.CO astro-ph.HE
Orbital Migration of Interacting Stellar Mass Black Holes in Disks around Supermassive Black Holes
由高级激光干涉引力波天文台（LIGO）推断的恒星质量黑洞双星（sBHB）的合并率表明需要一个有效的sBHB形成源。活动星系核（AGN）盘是一个有希望的位置，形成这些sBHB，以及其他致密物体的双星，因为强大的扭矩施加的气体盘。这些气体扭矩导致轨道紧凑的物体向向内和向外扭矩抵消的区域迁移，称为迁移陷阱。我们模拟恒星质量的黑洞的迁移在一个例子中的模型AGN磁盘，使用增强的N体代码，其中包括迁移扭矩的解析近似，随机引力施加的湍流密度波动在磁盘上，和倾斜和偏心阻尼产生的通道通过气体盘，除了标准的物体之间的引力。我们发现，当恒星质量的黑洞向迁移陷阱迁移时，sBHB在我们的模型盘中迅速形成。这些sBHB可能随后在短时间内合并。这一过程继续下去，导致大量超大质量恒星质量的黑洞的形成。活动星系核盘中sBHB的形成可能对LIGO推测的sBHB合并率有重要贡献。
2019-11-12 astro-ph.GA astro-ph.HE
The transient event in NGC 1566 from 2017 to 2019 -- I. An eccentric accretion disk and a turbulent, disk-dominated broad-line region unveiled by double-peaked Ca II and O I lines
本文通过分析 NGC 1566 的光谱变源数据，首次探测到 AGN 中 OI 和 CaII 的宽双峰发射线，揭示其宽线区由相对论偏心吸积盘主导并存在标高湍流分层，蓝移漂移或源于暂现事件期间发射的低光学深度风。
2024-07-24 astro-ph.GA astro-ph.HE
Studying Binary Formation under Dynamical Friction Using Hill's Problem
本研究基于带不同形式动力学摩擦的希尔问题，通过模拟揭示弱摩擦下双星形成率与摩擦系数线性相关，结果可推广至多尺度双星形成场景。
2024-04-11 astro-ph.GA astro-ph.HE
Gas Assisted Binary Black Hole Formation in AGN Discs
本研究通过345次二维等温粘性流体动力学模拟，揭示了活动星系核盘中气体辅助双黑洞捕获的明确区域和能量耗散幂律关系，为AGN半解析模型提供了捕获公式。
2024-09-23 astro-ph.GA astro-ph.HE
Stability of Cloud Orbits in the Broad Line Region of Active Galactic Nuclei
研究了活动星系核宽线区球形云在径向辐射压、中心黑洞引力和离心力作用下的全局动力学稳定性，并假设球形云的大小与局部压力相适应。我们认为，各向同性和各向异性光源。在这两种情况下，稳定的轨道也存在非常次开普勒旋转，其中辐射压力大大有助于力的预算。我们证明了高偏心率、亚开普勒稳定轨道的存在，这进一步支持了Marconi等人（2008）的模型，他们指出，如果忽略辐射压力，黑洞质量可能被大大低估。该模型改进了基于BLR动力学在某些活动星系中得出的黑洞质量与通过包含光度依赖项在其他星系中通过其他手段得出的黑洞质量之间的一致性。对于各向异性照明，能量仅在长时间间隔上的平均值是守恒的，但对于单个轨道不是。这导致罗塞塔轨道在最大辐射力的方向上系统地延伸较少。因此，当各向异性活动星系核被打开时，最初各向同性的相对低的柱密度系统将变成一个圆盘。
2010-10-11 astro-ph.CO astro-ph.HE
LVK S241125n: Massive Binary Black Hole Merger Produces Gamma Ray Burst in Active Galactic Nucleus Disk
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Università degli Studi di Ferrara（费拉拉大学）；ICRANet（国际相对论天体物理中心网络）；Sapienza Università di Roma（罗马大学）；INAF – Osservatorio Astronomico d’Abruzzo（意大利国家天体物理研究所阿布鲁佐天文台）；Shanghai Astronomical Observatory（上海天文台）；Ningbo University（宁波大学）
LVK S241125n事件中，双黑洞并合于活动星系核盘产生伽马射线暴，通过喷流与盘中气体相互作用解释GRB特征。
2026-02-09 astro-ph.HE
