Post-Newtonian Evolution of Massive Black Hole Triplets in Galactic Nuclei: IV. Implications for LISA
在星系合并之后形成的$10^{4-7} \rm M_{\odot}$的大质量黑洞双星（MBHB）是空间任务LISA（$10^{4-7} \rm M_{\odot}$激光干涉仪空间天线）的主要目标。要评估LISA的探测前景，就需要估计在宇宙结构组装过程中形成和演变的MBHB的丰度和性质。为此，我们采用了半解析模型，遵循其宿主星系内的MBHB的共同演化。我们确定了三个主要的进化通道驱动的二进制合并：两个标准的路径，沿该路径的二进制演化是由恒星和/或气体环境的相互作用，和一个新的通道MBHB合并发生在与第三个黑洞的相互作用。对于每个通道，我们遵循的轨道演变的MBHB与物理动机的模型，包括一个自我一致的治疗轨道偏心率。我们发现，LISA将检测之间的$\approx 25$和$\approx 75$事件，每年取决于种子模型。我们发现，三重诱导合并的范围可以从几个检测到的事件高达$\sim 30\%$的总检测到的合并。此外，即使标准的气体/恒星驱动的演化通道失效，MBHB停止，由于星系形成的等级性质，三重相互作用仍然会发生，导致每年大约$\approx 10$到$\approx 20$ LISA的检测。值得注意的是，黑洞之间的三重相互作用可以在进入LISA带时产生具有大偏心率（$\gtrsim 0.9$）的合并双星。这种偏心率在合并时也将保持显著（$\sim 0.1$），需要适当的参数估计模板…
2019-05-18 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Improved gravitational radiation time-scales: significance for LISA and LIGO-Virgo sources
本文对Peters（1964）提出的引力波（GW）引起的两点质量衰变的时间尺度作了修正。新的公式包括一阶后牛顿扰动的影响，并提供了一个简单的适合占牛顿自洽演化的偏心率。通过将Peters的估计乘以两个因子$R(e_0)= 8^{1-\sqrt{1-e_0}}$和$Q_{\rm f}(p_0) = \exp \left(2.5 (r_{\rm S}/p_0) \right)$，可以得到修正的时标，其中$e_0$和$p_0$分别是初始偏心率和近心点，而$r_{\rm S}$是系统的史瓦西半径。它们的使用可以纠正因使用原始彼得斯公式而产生的1-10倍的误差。我们适用于现有的地基激光干涉仪和未来的激光干涉仪空间天线（LISA）的一组典型的源，在其GW驱动衰减的发病时间尺度。我们认为，我们更准确的轨道演化模型将影响当前的事件和检测率估计合并的紧凑型物体二进制文件，偏心LISA源，如极端和中间质量比inspirals更强的偏差。我们提出的修正因子$R$和$Q_{\rm f}$作为一个简单的处方，以量化衰减时间尺度更准确地在未来的人口合成模型。我们还建议，校正的时间尺度可以被用来作为一个计算效率高的替代数值积分在其他应用中，包括偏心源的辐射反应的建模。
2020-05-07 astro-ph.GA gr-qc
Stochastic Gravitational Wave Background from Highly-Eccentric Stellar-Mass Binaries in the Milli-hertz Band
UCLA（加州大学洛杉矶分校）；Mani L. Bhaumik Institute for Theoretical Physics, Department of Physics and Astronomy, UCLA（加州大学洛杉矶分校物理与天文学系马尼·L·巴乌米克理论物理研究所）；Rudolf Peierls Centre for Theoretical Physics, Parks Road, Oxford（牛津大学鲁道夫·派尔斯理论物理中心）
本文研究了毫赫兹波段高偏心（e≥0.9）恒星质量双星产生的随机引力波背景，发现其功率谱可能超过LISA仪器噪声，且主要由银河系内源主导，但通过有效搜索策略可将不可分辨噪声降低约两个数量级。
2026-05-27 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
The imprint of gas on gravitational waves from LISA intermediate-mass black hole binaries
研究了扭矩对嵌入气体盘中的中等质量黑洞双星（IMBHB）的圆形吸气的影响，其中两个黑洞的质量都在$10^2$ - $10^5~\rm{M}_\odot$的范围内，直到红移$z = 10$ .我们专注于如何扭矩影响检测到的引力波（GW）的波形在频带的激光干涉仪空间天线（LISA）时，二进制分离是在几百史瓦西半径。对于一个亚爱丁顿吸积盘的粘度系数$α=0.01$，表面密度$Σ\approx10^5$克厘米$^{-2}$，和马赫数$\mathcal{M}_{\rm a}\approx80$，一个差距，或一个空腔，打开时，二进制的LISA带。根据扭矩的强度，LISA将观察IMBHB GW信号中的移相，直至高质量比（$q\approx0.1$）的$z\sim5$或$q\approx10^{-3}$的$z\sim7$。我们研究了可测量的退相对BH质量，红移和吸积率的变化的依赖关系。我们的研究结果表明，相移是可检测的，即使在高红移（$z = 10$）的二进制文件，只要他们经历超爱丁顿吸积情节。我们调查，如果光盘驱动的扭矩可以导致一个可观察到的“时间依赖性”啁啾质量与简化的Fisher形式主义，发现，在预期的信噪比，气体引起的啁啾质量的变化太小，无法检测。这项工作显示了如何扰动的真空波形引起的气体应该是足够强的LISA检测到的IMBHB在早期inspiral阶段。这些微扰编码了关于吸积盘和星系核的…
2022-10-07 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Recovering Injected Astrophysics from the LISA Galactic Double White Dwarf Binaries
本研究通过模拟双白矮星双星群体，利用贝叶斯分层推断恢复公共包层抛射效率，证明该方法可有效约束未来LISA观测中的双星形成过程。
2025-01-24 astro-ph.GA astro-ph.SR gr-qc
Precision tracking of massive black hole spin evolution with LISA
本研究利用包含进动和高阶多极子的波形模型与贝叶斯推断，证明LISA能以百分比精度追踪大质量黑洞双星自旋演化，精确测量残余黑洞反冲速度、组件质量、红移及天区面积。
2023-07-27 astro-ph.GA astro-ph.IM gr-qc
Disk induced binary precession: Implications for dynamics and multi-messenger observations of black hole binaries
本文研究环双星盘诱导的近星点进动，发现其速率比轨道参数演化快一个量级，并指出该效应对 LISA 前体等亚秒差距黑洞双星的相位偏移和电磁搜寻具有重要影响。
2024-04-09 astro-ph.GA astro-ph.HE
From Wide Triples to UCXBs: Multimessenger Signatures of Dynamically-formed Black Hole-White Dwarf Systems in the LISA Band
UCLA（加州大学洛杉矶分校）；California Institute of Technology（加州理工学院）
研究通过EKL机制揭示宽三合星可形成UCXBs，并预测其在LISA观测中的多信使特征。
2025-12-04 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Dynamical Evolution and Merger Time-scales of LISA Massive Black Hole Binaries in Disk Galaxy Mergers
激光干涉仪空间天线（LISA）将探测质量低于$10^7$ ~M $_{\odot}$的超大质量黑洞合并产生的引力波信号。因此，了解这些相对较轻的中心黑洞的轨道动力学是至关重要的，这些黑洞通常位于盘状星系中，以便对合并率进行可靠的预测。为此，现实的模拟探测BH动力学不等质量盘星系合并，进入和超越二进制硬化阶段，进行光滑粒子流体动力学和直接$N$体代码相结合。星系的结构特性和轨道的选择是一致的星系形成模拟的结果。恒星和暗物质的分布是三轴的，直到合并残余物的中心100 pc。在所有情况下，BH双星的形成和硬化时间尺度最多为1亿年，在另一个几百万年的时间尺度上合并，这取决于特征密度和轨道偏心率。总的来说，在两个星系合并完成后，BH双星的下沉不超过$\sim$ 0.5~Gyr，但对于非常倾斜的轨道来说可能会快得多。通过与以往在$z \sim 3$对大质量早型星系BH衰变过程的数值模拟结果的比较，我们证实了尽管宿主星系的结构多样性不同，但特征密度是决定BH合并时间尺度的最关键的参数。我们的研究结果奠定了强大的预测LISA事件发生率的合并BH的情况下的基础。
2018-07-29 astro-ph.CO astro-ph.GA
Binary White Dwarfs as Gravitational Wave Sources for LISA
University of Warsaw（华沙大学）
研究双白矮星作为LISA引力波源及背景，通过COMPAS框架生成合成群体，构建引力波背景并研究其对双星分析假设的依赖性，发现背景对关键双星演化参数敏感，LISA观测有潜力约束双星演化模型。
2026-07-21 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Dynamical formation of high-eccentricity compact binaries through BH--BH*/TZO collisions
Tsinghua University（清华大学）；University of Toronto（多伦多大学）；Westlake University（西湖大学）；University of California, Santa Cruz（加州大学圣克鲁兹分校）
本研究通过流体动力学与半解析少体模拟，提出大质量主序星经连续捕获恒星级黑洞形成高偏心率致密双星的新通道，该双星或可成为对应形成场景的独特引力波标识。
2026-08-31 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Eccentric Black Hole Mergers in Active Galactic Nuclei
随着LIGO/Virgo的发现，引力波瞬变的天体物理起源是一个及时的开放性问题。在活动星系核（AGN）中，双星通过与稠密的恒星和气态AGN盘的相互作用而有效地形成和演化。先前的研究表明，在这样的环境中，恒星质量的黑洞（BH）合并可以解释LIGO/Virgo观测到的合并率和疑似等级合并的数量。双星偏心率分布可以提供进一步的信息来区分天体物理模型。在这里，我们推导出活动星系核盘中BH合并的偏心率分布。我们发现，偏心率主要是由于双单（BS）的相互作用，这导致大多数BH合并活动星系核盘有一个显着的偏心率在$0.01\,\mathrm{Hz}$，检测的LISA。如果BS相互作用发生在各向同性的三维方向上，那么活动星系盘中合并的$8$- $30\%$的偏心率将在$10\,\mathrm{Hz}$上大于$e_{10\,\rm Hz}\gtrsim 0.03$，可以被LIGO/Virgo/KAGRA探测到，而合并的$5$ -$17\%$的偏心率为$e_{10\,\rm Hz}\geq 0.3$。另一方面，如果BS的相互作用被限制在活动星系核的磁盘平面由于从磁盘的扭矩，与1-20个中间的二元状态在每个相互作用，或者如果黑洞可以迁移到$\lesssim10^{-3}\,\mathrm{pc}$从中央超大质量黑洞，然后$10$ - $70\%$的合并将是高度偏心（$e_{10\,\rm Hz} \geq…
2020-12-18 astro-ph.GA astro-ph.HE
Gravitational wave energy spectrum of a parabolic encounter
利用Peters和Matthews谱在偏心轨道上的极限，导出了抛物型开普勒双星引力波能谱的解析表达式。这表明能谱峰值的位置主要取决于轨道近点而不是偏心率。我们比较这个弱场的结果，强场计算，并发现它是合理的准确性（~10%）提供的方位角和径向轨道频率不相差超过~ 10%。对于克尔时空中的赤道轨道，这对应于近点半径rp > 20 M。这些结果可以用来模拟在局域宇宙中大质量黑洞周围的高偏心轨道上的致密天体的辐射爆发，这可以被LISA探测到。
2010-11-18 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Localizing Dynamically-Formed Black Hole Binaries in Milky Way Globular Clusters with LISA
本文利用蒙特卡洛N体模拟和LISA引力波探测，研究银河系球状星团中动力学形成的黑洞双星的可探测性与定位精度，表明高信噪比源可被精确定位到特定星团，从而为检验球状星团对黑洞双星形成的贡献提供直接途径。
2025-05-10 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Gravitational Waves from Massive Black Hole Mergers in ASTRID: Predictions for LISA
Carnegie Mellon University（卡内基梅隆大学）；Institute for Advanced Study, Princeton（普林斯顿高等研究院）；University of California, Riverside（加州大学河滨分校）；Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Harvard University（哈佛史密森尼天体物理中心，哈佛大学）
本文利用 ASTRID 宇宙学模拟预测 LISA 可探测的大质量黑洞并合，发现考虑轨道偏心率可使事件率从 5.6 提升至 10.5 yr⁻¹，并揭示多数事件来自低红移、低质量比的黑洞并合，且最亮 AGN 对应体与罕见的 LISA/PTA 大质量事件相关。
2025-11-09 astro-ph.GA
The Eccentric and Accelerating Stellar Binary Black Hole Mergers in Galactic Nuclei: Observing in Ground and Space Gravitational Wave Observatories
基于GNC方法研究了星系核中的恒星双星黑洞的吸合问题。我们发现，所有新生的BBH的$3-40\%$最终将合并由于各种动力学效应。在为期5年的任务中，aLIGO、Einstein/DECIGO、天琴/LISA/太极的SNR $>8$分别探测到了高达$10^4$、$10^5$、$\sim100$的星系核吸合黑洞。在LISA/太极/天琴和aLIGO中均检测到约10个。这些黑洞具有两个独特的特征：（1）显著的偏心率。$1-3\%$、$2-7\%$或其中的$30-90\%$分别与$e_i>0.1$一起进入aLIGO、爱因斯坦或空间天文台。如此高的偏心率为GW 190521的偏心率提供了可能的解释。在进入aLIGO/Einstein之前，大多数高偏心BBH在LISA/天琴/太极中无法检测到，因为它们的应变仅在$f_{\rm GW}\gtrsim0.1$ Hz处变得显著。DECIGO成为探测这些事件的理想观测站，因为它可以完全覆盖上升阶段。(2)高达$2\%$的BBH可以在距离大质量黑洞（MBH）$\lesssim10^3 r_{\rm SW}$的距离处螺旋/合并，具有显著的加速，使得它们中的$\sim10-10^5$的多普勒相位漂移可以在空间观测站中用SNR $>8$检测到。这些BBH贡献的引力波背景能量密度在$f_{\rm GW}\lesssim 1$ mHz处偏离$2/3$的幂律斜率。这些…
2022-02-14 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Detecting the gravitational wave background from primordial black hole dark matter
高级LIGO/VIRGO引力波探测后推断的黑洞合并率和相对较高的祖先质量与由大质量原始黑洞（PBH）组成的暗物质模型一致。PBH双星发射的引力波频率范围很广，未来的空间干涉仪（LISA）和脉冲星定时阵列（PTA）将对其进行探测。考虑到双星的初始偏心率、PBH速度、质量分布和成团等因素，计算了PBH暗物质的随机引力波背景振幅。它允许通过LISA空间干涉仪进行探测，也可能通过SKA射电望远镜的PTA进行探测。有趣的是，人们可以通过特定的频率依赖性将这种背景与非原始的大质量双星区分开来，这是由PBH捕获形成的双星的最大碰撞参量引起的，取决于PBH的速度分布和它们的聚集特性。此外，我们还发现，与单色谱相比，引力波谱随着PBH质量分布宽度的增大而增大。目前的PTA限制已经排除了广泛的质量PBH模型，覆盖超过三十年的群众，但由于集群规避微透镜和CMB的限制。
2018-05-29 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Detecting Gravitational Wave Bursts From Stellar-Mass Binaries in the Milli-hertz Band
UCLA（加州大学洛杉矶分校）
本文研究在毫赫兹波段探测恒星质量双星引力波爆发的可能性，评估其数量及对理解双星形成通道和银河系恒星形成历史的意义。
2026-05-27 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
The role of the supermassive black hole spin in the estimation of the EMRI event rate
一个共同的结果，所有的EMRI调查的速度是，一个紧凑的对象合并的可能性，MBH后，只有一个强烈的爆发的GW是更有可能比一个缓慢的绝热螺旋，一个EMRI。后者被称为“俯冲”，因为紧凑的物体潜入MBH。骤降的事件发生率比缓慢吸气的事件发生率大几个数量级。另一方面，自然MBH最有可能是克尔，并且自旋的幅度已经被测量得很高。我们计算了一个紧凑的对象设置到一个极端的径向轨道上经过的近心点通道的数量，然后我们将其转化为一个类似于LISA的天文台的事件率，如拟议中的欧空局任务eLISA/NGO。我们证明，一个“暴跌”紧凑的对象是概念上无法区分的绝热，缓慢的inspiral，暴跌平均花费高达数十万个周期的带宽检测器两年的任务。这对事件发生率有重要影响，在某些情况下会显著增加，这取决于MBH的旋转和倾角。此外，最近已经证明，低偏心率EMRI的产生被轨道角动量变化发生的速率的阻塞所严重阻塞。这是相对论性旋进作用于恒星位矩的结果，因此影响了在距离MBH约$\sim 10^{-2}$ pc处通过共振弛豫产生的EMRI。由于高偏心率EMRI是两体弛豫的结果，因此它们不受这种现象的影响。因此，我们预测eLISA EMRI事件率将主要由高偏心率的二进制文件，因为我们在这里。
2012-12-06 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
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
Dynamics around supermassive black holes: Extreme mass-ratio inspirals as gravitational-wave sources
该研究推导了考虑两体散射与引力波效应的超大质量黑洞周围恒星级黑洞稳态分布，预测了EMRI的形成特性、LISA的可探测数量及混淆噪声对其灵敏度的影响。
2024-12-10 astro-ph.GA gr-qc
Gravitational waves from eccentric intermediate-mass black hole binaries
如果双星中等质量黑洞（IMBH;质量在100和$10^4 \Msun$之间）形成于密集的星团中，它们的内旋将可以用计划中的激光干涉仪空间天线（LISA）探测到几个Gpc。在这里，我们提出了一个这样的二进制的动力学演化的研究，使用直接的$N$体技术（当二进制是很好地分离）和三体相对论散射实验（当二进制是足够紧，与恒星的相互作用发生一次）的组合。我们发现，对于合理的IMBH质量只有一个温和的影响，周围的集群的结构，即使二进制结合能可以超过集群的结合能。我们证明，与标准的假设相反，在LISA带的偏心率可以在{ \em一些}情况下，大到$\sim 0.2 - 0.3$，它会导致一个可测量的相位差，从圆双星在合并前的最后一年。我们还表明，即使从二进制输入的能量降低了核心的密度，减缓了相互作用，合并的总时间是足够短的（通常不到一亿年），这种合并将是独特的快照集群恒星形成。
2009-01-06 astro-ph.GA astro-ph.SR gr-qc
Detectability of Gravitational Wave from a population of Inspiralling Black Holes in Milky Way Mass Galaxies
我们估计了银河系质量星系中心超大质量黑洞周围星团中恒星质量BH种群的内旋速率。我们的方法是基于轨道平均的福克-普朗克方法。其次是一个后处理的方法，它结合了角动量扩散和GW耗散系统的演化的影响。我们分别以$f_c(a)/a$和$e$为分布，选取了10000个具有不同初始半主度和偏心率的黑洞样本。其中，$f_c(a)$是指第c种物质的相空间分布函数。角动量扩散导致上述样品中各系统的偏心率增大，从而增加了螺旋上升的速率。我们用信噪比$\rm{SNR} \geq 8$计算每个系统在LISA频带中花费的时间的分数。每一个系统最终都以一个由团簇扩散速率$μ/ \rm{Gyr}^{-1} \lesssim 1 $给出的补充速率接近损失锥。这个小的速率降低了单个MW质量星系的总内旋速率，估计为$R_{obs} \lesssim 10^{-5} yr^{-1}$。然而，预计$N_{gal} \simeq 10^4$ MW质量星系的集合会导致在LISA波段可观测到GW信号。
2020-02-24 astro-ph.GA astro-ph.HE
Extremely efficient mergers of intermediate mass black hole binaries in nucleated dwarf galaxies
由$\sim 10^4-10^7~M_\odot$之间的黑洞合并发出的引力波将被激光干涉仪空间天线（LISA）探测到，其信噪比高达几百到红移20。超大质量黑洞（$10^7$ ~M $_{\odot}$ - $10^{10}$ ~M $_{\odot}$）双星在大质量星系中的形成、并合和合并过程已被广泛研究。然而，中低质量黑洞（IMBH）是由低质量和矮星系托管的;将黑洞合并的时间尺度外推到这个IMBH双星制度并不是微不足道的，因为与大质量星系宿主相比，宿主星系的结构，运动学和形态完全不同。我们进行超高分辨率的$N$体模拟来研究有核矮星系中的IMBH动力学，其结构参数是从附近矮星系的观测中获得的。从50秒差距开始，IMBH很快就形成了一个二进制。此后，由于核星团（NSC）提供的高中心恒星密度，双星轨道迅速收缩。我们发现高偏心率（$e \sim 0.4-0.99$）在我们的套件的IMBH二进制文件，和剩余偏心率可能会持续到LISA制度。IMBH的合并时间通常是几亿年，有几个异常短的合并时间为高偏心率。我们发现，IMBH恒星的遭遇主要来自NSC，如果NSC-IMBH二进制质量比大于10，否则，凸起的恒星贡献显着。然而，作为IMBH双星，NSC被破坏了。我们的结论是，相当质量的IMBH合并非常有效的有核矮星系，使他们有前途的LISA源，以及IMBH增长的渠道。
2021-09-24 astro-ph.GA
Galaxy Rotation and Supermassive Black Hole Binary Evolution
位于合并星系核心的超大质量黑洞（SMBH）双星最近被发现受到宿主星系旋转的强烈影响。当主恒星反向旋转时，形成的高度偏心的轨道会发出强烈的引力波，推动SMBH双星的快速合并。然而，大多数先前的工作集中在平面轨道和均匀的旋转轮廓，一个不太可能的相互作用配置。然而，旋转和SMBH双星演化之间的耦合似乎是一个强大的动力学过程，它值得进一步研究。这项研究使用直接N体模拟来隔离星系旋转在更现实的相互作用的影响。特别是，我们系统地改变SMBH轨道平面相对于星系的旋转轴，旋转组件的径向范围，和SMBH双星轨道的初始偏心率。我们发现，初始轨道平面的方向和偏心率单独可以改变一个数量级的螺旋时间。由于SMBH双星的螺旋和合并是如此响亮的引力波源，这些研究对未来的引力波探测器LISA至关重要，LISA是欧空局/美国宇航局目前计划于2034年发射的任务。
2017-05-19 astro-ph.GA
Inward Bound: The incredible journey of massive black holes as they pair and merge; I. The effect of mass ratio in flattened rotating galactic nuclei
了解超大质量黑洞（SMBH）如何配对和合并有助于为偏心，双重和二元AGN的预测提供信息，并为SMBH如何与星系宿主一起成长和共同进化提供关键见解。作为已知最响亮的引力波源，二进制SMBH合并也举行了激光干涉仪空间天线（LISA），欧空局/美国宇航局联合引力波天文台定于2034年发射的中心舞台。在这里，我们继续我们的工作，通过越来越现实的高分辨率直接$N$体模拟来表征SMBH二进制的形成和演化，专注于SMBH质量比，方向和偏心率在旋转和扁平恒星主机的影响。在动力学摩擦阶段，我们发现了一个长期的轨道衰减逆行SMBHs和快速配对的时间尺度相比，他们的同行在非旋转模型，效果变得更加明显，较小的质量比$M_{\rm sec}/M_{\rm prim} = q$。在这个配对阶段，逆行构型的离心率急剧增加，但随着双星的形成，轨道平面翻转，几乎完全倾斜，这抑制了离心率的快速增长。在近轴配置中，SMBH双星形成并保持在相对较低的偏心率。在我们以前的工作中，我们注意到，一个超星系的SMBH双星的质心本身进入一个围绕星系中心的轨道。由于即使最初的逆行双星翻转其轨道平面，我们预计很少有双星在旋转系统中停留在宿主星系的动态中心，虽然这种影响随着$q$的减少而变小。
2019-11-18 astro-ph.GA
Black Hole Mergers from Hierarchical Triples in Dense Star Clusters
在球状星团的核心中，频繁的双星介导的相互作用有望产生等级三元组。在某些三重星系中，第三伴星可以在大偏心率振荡后驱动内双星合并，这是偏心Kozai-Lidov机制的结果。在本文中，我们研究的动力学和合并率的黑洞（BH）的层次三元组，形成通过二进制-二进制遇到的CMC集群目录，一套集群模拟与当今的银河系的球状星团的属性代表。我们比较了稠密星团中三重星系与其他合并通道的合并性质，结果表明，三重星系在质量和有效自旋分布方面没有产生显着差异。然而，它们代表了形成偏心合并的重要途径，可以通过LIGO-Virgo/KAGRA（LVK）以及未来的任务，如LISA和DECIGO来检测。我们推导出一个保守的下限合并率从这个渠道的$0.35$ Gpc $^{-3}$ yr $^{-1}$在本地宇宙和高达$\sim9\%$这些事件可能有一个可检测的偏心率在LVK设计灵敏度。此外，我们发现，三重系统可以发挥重要作用，在保留第二代BH，它可以稍后再次合并在主机集群的核心。
2020-09-21 astro-ph.GA
