Massive binary black holes in galactic nuclei and their path to coalescence
大质量的双黑洞形成于经历合并事件的星系中心。在发射出引力波后，它们有望合并成一个更大的黑洞。合并的大质量双黑洞是宇宙中最响亮的引力波源之一，对这些事件的探测处于当代天体物理学的前沿。因此，了解星系合并中的黑洞双星形成路径和动力学是强制性的。一个关键的问题是：在合并过程中，黑洞会随着时间的推移下降到更近的轨道上，形成开普勒双星并在不久后合并吗？在这里，我们审查进展的命运黑洞在主要和次要的合并的星系，无论是气体免费或丰富的气体，在光滑和clurides环核盘星系合并后，并在环二进制光盘存在于最小尺度内的遗迹核。
2014-07-11 astro-ph.GA
Measuring the total infrared light from galaxy clusters at z=0.5-1.6: connecting stellar populations to dusty star formation
大质量的星系团经历了从z~1.6到z~0.5的强烈演化，在高z的过密环境中，以大量的尘埃遮蔽的恒星形成和恒星质量增长为特征，这些恒星质量增长迅速让位于广泛的淬火。跨越近红外到远红外光谱的数据可以直接追踪这种转变;然而，这样的研究在很大程度上局限于星团人口的大质量星系末端。在这项工作中，我们提出了“总轻”的堆叠技术，旨在揭示总的集群红外发射，包括低质量的成员和潜在的集群内的灰尘跨越3.4-500μm。我们详细介绍了我们的WISE，斯皮策和赫歇尔成像的程序，包括纠正，以恢复总的堆叠排放的情况下，高分数的检测星系。我们将我们的堆叠技术应用于232个经过充分研究的大规模（log M200/Msun~13.8）集群，跨越多个z仓，恢复所有波长的扩展集群发射，通常在> 5 sigma。我们测量的平均近远红外径向配置文件和SED，量化的总恒星和尘埃含量。近红外光谱的径向分布可以用具有高（c~7）浓度参数的NFW模型来描述。尘埃排放同样集中，尽管在小半径（r<0.2Mpc）受到抑制。测得的SEDs缺乏温暖的尘埃，与低质量星系预期的较冷的SEDs一致。我们得到的恒星总质量与理论上的Mhalo-M_star关系和特定的恒星形成率一致，这些恒星形成率随红移强烈演化，与大质量（log M_star/M_sun>10）星系团的情况相呼应。分离出的大质量星系人口显示，大部分的集群远红外辐射（~70-80%）是…
2020-07-03 astro-ph.GA
Binary disruptions driven by massive disks around massive black holes
University of Toronto（多伦多大学）；Canadian Institute for Theoretical Astrophysics（加拿大理论天体物理研究所）
该研究通过半解析估计与数值模拟，揭示大质量黑洞周围的大质量吸积盘可通过希尔斯机制驱动双星瓦解，银河系中心星盘曾引发约100次此类事件，或能解释S星族与超高速恒星的起源。
2026-07-30 astro-ph.GA
Line shifts and sub-pc super-massive binary black holes
在这里，我们讨论的可能性，超大质量的双黑洞（SMBBH）检测，使用从一个双系统发射的宽线的位移。我们进行了一些模拟的形状和移动的$H_β$线从SMBBH发射，考虑到发射从两个不同的区域位于周围的黑洞，和运动学的影响，应该存在于SMBBH。在该模型中，我们将谱线的参数与黑洞的质量联系起来，发现谱线的峰移不仅依赖于系统转动和黑洞质量比的运动学效应，而且还是两个黑洞（BH）的单个质量的函数。
2016-01-08 astro-ph.GA
Connecting traces of galaxy evolution: the missing core mass -- morphological fine structure relation
早期星系（ETG）的深度曝光成像揭示了这些物体的二阶复杂性，这些物体长期以来一直被认为是均匀的，分散支撑的椭球体。一些大质量ETG星系的“精细结构”特征（如波纹、羽流、潮汐尾、环）以及耗尽的恒星核心（即中心光赤字），可以解释为星系-星系相互作用的结果。我们讨论了如何的核心和精细结构的演变的时间尺度是可比的，因此，预计它们平行发展的主要相互作用事件后，形成的ETG。使用档案数据，我们比较了“耗尽的恒星质量”（即从耗尽的恒星核心丢失的质量）对精细结构特征的突出，并观察到它们成反比。这一结果证实了我们的预期，即当超大质量黑洞（SMBH）双星（由合并祖先的SMBH组成）通过三体相互作用挖掘核心时，新生星系的引力势松弛，精细结构在检测水平以下消失。我们预计逆相关至少在合并产生SMBH双星的第一个Gyr内保持;之后，精细结构独立演化。
2017-10-13 astro-ph.GA
Massive binaries in the vicinity of Sgr A*
对超大质量黑洞Sgr A* 附近最明亮和质量最大的恒星进行了长期的光谱和光度测量，发现了两个新的双星：一个长周期的Ofpe/WN 9双星，GCIRS 16 NE，离心率为0.3，周期为224天，另一个是日食的沃尔夫-拉叶双星，周期为2.3天。加上已经确认的双星GCIRS 16 SW，现在在银河系中心的0.21，pc内部有三个已确认的OB/WR双星。使用径向速度变化的上限，我们能够约束的光谱在银河系中心的二进制分数$F_{\rm SB}=0.27^{+0.29}_{-0.19}$在95%的置信水平，一个大规模的二进制分数类似于在密集的集群中观察到的。光度振幅为$Δm>0.4$的食双星的比例为$F^{\rm GC}_{\rm EB}=3\pm2%$，这与本地OB星团（$F_{\rm EB}=1%$）一致。总的来说，银河系中心的双星分数似乎接近可比的年轻星系团的双星分数。
2013-07-30 astro-ph.GA
R144 : a very massive binary likely ejected from R136 through a binary-binary encounter
R144是一个最近被证实的非常巨大的光谱双星，它似乎是从大质量年轻星团R136的核心中分离出来的。Sana等人认为，由于双星的性质和高质量，动力学抛射假说作为其位置的起源是不可能的。我们在这里表明，通过直接的N体计算，一个非常巨大的双星系统可以很容易地动态弹出一个R136类集群，通过一个非常巨大的系统近距离接触。四分之一的N体星系团模型产生了一个动态喷射的非常大质量的双星系统，其质量与R144相当。该系统的质量为$\approx$ 355 Msun，距离母星系团中心36.8 pc，由于双星间的相互作用，在200万年前以57 km/s的速度远离星系团。这意味着R144可能是通过与另一颗大质量双星或单星的强烈碰撞而从R136中弹射出来的。此外，我们还讨论了在N-体模型中从母星团中被动态抛出的所有大质量双星和单星。
2013-11-12 astro-ph.GA astro-ph.SR
Massive black hole binary plane reorientation in rotating stellar systems
研究了旋转恒星系统中大质量黑洞双星轨道面方位的演化，其中恒星尖点的总角动量与双星的总角动量不重合。我们比较直接求和N-体模拟的结果从一个简单的理论模型的预测。我们发现，同样的接触之间的尖星和BHB负责的硬化和偏心率的演变的二进制，导致重新定位的二进制轨道平面。特别是，二进制的角动量是最初的错位相对于恒星的尖端往往重新调整其轨道平面的角动量的尖端上的时间尺度上的几个硬化倍。这是由于恒星和BHB之间的角动量交换在近距离接触，并可能有重要的影响，相对于宿主星系和射电喷流的方向。
2011-11-08 astro-ph.GA
The effects of yields from binary massive stars as functions of metallicity
Università di Trieste（的里雅斯特大学）；INAF - Osservatorio Astronomico di Trieste（意大利国家天体物理研究所的里雅斯特天文台）；IFPU Institute for Fundamental Physics of the Universe（宇宙基础物理研究所）；INFN - Sezione di Trieste（意大利国家核物理研究所的里雅斯特分部）；INAF - Osservatorio Astrofisico di Arcetri（意大利国家天体物理研究所阿切尔天文台）
通过银河系化学演化模型，研究双星大质量恒星产量随金属丰度的变化对22种化学元素丰度的影响，发现新产量能改善K、Mg、Ca的丰度关系，但对C和Ti的拟合仍不理想。
2026-06-01 astro-ph.GA
Bulge formation inside quiescent lopsided stellar disks: connecting accretion, star formation and morphological transformation in a z ~ 3 galaxy group
我们提出了很好的解决近红外和亚毫米分析的三个高度恒星形成的大质量（$>10^{11}\,\rm M_{\odot}$）星系的核心内的RO-1001星系群在$\rm z=2.91$。它们每一个都显示出kpc尺度的致密恒星爆发核心，其性质与形成星系凸起一致，嵌入在扩展的大质量恒星盘的中心。令人惊讶的是，恒星盘毫无疑问是静止的，而且严重不平衡。因此，“由外向内”淬火是在三个星系群中进行。我们提出了一个总体方案，在磁盘中的强大的质量不平衡性（范围从1.6到$>$ 3的因素），可能产生的吸积气体和团块的影响下，是负责他们的恒星形成抑制，而漏斗气体进入核，从而创建中央星爆。盘的不平衡的一侧标记了吸积流撞击的位置，在其附近检测到的其他物质成分（尘埃和恒星）直接追踪流入方向。与吸积团块的相互作用，这可以被看作是小合并，导致三个星系的主轴与外部莱曼- $α$发射馈送细丝紧密对齐。这些结果提供了冷吸积流对它们所喂养的星系的形成和演化的影响的第一个观测证据。在目前的阶段，这是采取的形式下的吸积作用下的膨胀迅速积累，同时仍然保持巨大的静止和不平衡的恒星盘至少在遇到一个暴力的主要合并。
2022-06-10 astro-ph.GA
Binary Disruption by Massive Black Holes: Hypervelocity Stars, S Stars, and Tidal Disruption Events
我们研究是否被破坏的双星可以燃料黑洞的增长。在这个机制中，潮汐破裂产生了一颗高速喷出的超高速恒星（HVS）和一颗束缚在黑洞上的前伴星。在一个由束缚恒星组成的星团形成后，轨道扩散使得黑洞能够以与捕获率相当的速度通过潮汐破裂来吸积恒星。在银河系中，HVS和S星团意味着双星分裂的相似速率为10^{-5}-10 ^{-3} yr^{-1}。这些利率是一致的，在附近星系的潮汐破坏率的估计，并意味着显着的黑洞增长从破坏双星10 Gyr的时间尺度。
2012-03-29 astro-ph.GA
Zeta Pup: the merger of at least two massive stars
我们首先讨论恒星和风参数的zeta Pup产生详细的紫外诊断。这些参数与恒星的失控性质一起，可以很容易地用稠密星团中双星-双星或双星-单星的动力学相互作用来解释。在这种情况下，zeta Pup很可能是至少两颗大质量恒星的合并。
2011-09-29 astro-ph.GA
The Hateful Eight: Connecting Massive Substructures in Galaxy Clusters like Abell 2744 to their Dynamical Assembly State using the Magneticum Simulations
本文基于 Magneticum Pathfinder 模拟提出投影子结构质量测量方法，找到 Abell 2744 对应体，并用子结构质量分数揭示星系团动力学并合状态。
2022-09-20 astro-ph.CO astro-ph.GA
Connecting low-redshift LISA massive black hole mergers to the nHz stochastic gravitational wave background
本文利用L-Galaxies半解析模型研究nHz随机引力波背景对LISA可探测低质量大质量黑洞双星并合群体的约束，发现与最新PTA结果相符的模型在低红移高质量区间探测率提高约1.6倍，且这些系统有50%概率具有高光度，提升了多信使研究前景。
2024-01-19 astro-ph.GA
A radio ridge connecting two galaxy clusters in a filament of the cosmic web
星系团是宇宙中最大的引力束缚结构。它们通过在合并过程中吸积较小的结构而成长，在星系团内的气体中产生冲击和湍流。我们观察到一个无线电发射脊连接合并的星系团阿贝尔0399和阿贝尔0401与低频阵列（LOFAR）在140兆赫。这种发射需要相对论性电子的数量和位于两个星系团之间的灯丝中的磁场。我们进行了模拟，以表明弱冲击的体积填充分布可能会重新加速预先存在的相对论粒子群，产生无线电波长的辐射，照亮磁脊。
2019-06-18 astro-ph.GA
Connecting massive galaxies to dark matter halos in BOSS - I. Is galaxy color a stochastic process in high-mass halos?
我们使用暗晕丰度匹配（SHAM）来模拟恒星质量函数（SMF）和在$z\sim0.5$的重子振荡光谱巡天（BOSS）“CMASS”样本的聚类。我们介绍了一种新的方法，它占恒星质量的不完整性CMASS作为红移的函数，并产生CMASS模拟目录，其中包括选择效应，再现整体SMF，投影两点关联函数$w_{\rm p}$，CMASS $dn/dz$，并公开提供。我们在“年龄匹配”的背景下研究了坍缩质量以上的组装偏差的影响，并表明这些影响与Hearin等人（2013）在较低恒星质量下探索的影响相比显着不同。我们建立了两个模型，一个是星系颜色是随机的（“AbM”模型），以及一个模型，其中包含组装偏差效应（“AgM”模型）。通过对CMASS的红移相关的聚类与我们模型的预测，我们认为，在高质量晕星系的颜色不是一个随机过程。我们的研究结果表明，在高质量晕的星系的颜色是由其他晕的性质，除了晕的峰值速度和组装偏差的影响起着重要的作用，在确定该样本的集群属性。
2016-05-24 astro-ph.CO astro-ph.GA
Connecting current and future dual AGN searches to LISA and PTA gravitational wave detections
Max-Planck-Institut für Astrophysik（马克斯·普朗克天体物理学研究所）；Institute for Advanced Study（高等研究院）；Carnegie Mellon University（卡内基梅隆大学）；University of Illinois at Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）；University of Maryland Baltimore County（马里兰大学巴尔的摩县分校）；University of California, Riverside（加州大学河滨分校）
研究通过模拟预测双AGN在LISA和PTA探测中的潜在贡献，揭示其作为MBH合并示踪器的作用，并提出未来多信使观测的关键目标。
2025-12-18 astro-ph.GA
Stellar Population Diagnostics of the Massive Star Binary Fraction
大质量恒星的数量直接反映了恒星演化的物理过程。计算大质量恒星的亚型和不同演化状态下大质量恒星的比率已经被广泛地用作年龄和金属丰度效应的诊断。虽然大质量恒星的双星比例很重要，但推论往往是基于只包含单星演化的模型。在这项工作中，我们利用自定义的合成恒星星族的二进制人口和恒星合成（BPASS）代码，以确定恒星双星的数量计数比的不同演化阶段的年轻大质量星系团和星系的大规模恒星星族的影响。我们发现，许多比率是简并的金属丰度，年龄，和/或二进制分数。我们使用这些恒星计数比来开发诊断图，以帮助打破这种简并，并使用这些图来比较我们的预测在银河系和本地集团的观测数据。这些数据表明，大质量恒星双星分数和金属丰度之间可能存在相关性。我们还研究了我们的预测在不同程度的完整性样本的鲁棒性。我们发现，包括二进制文件，并施加一个完整性限制都可以引入$\gtrsim0.1$索引的变化推断的年龄。我们的研究结果突出了双星演化通道对大质量恒星种群的影响。
2018-11-05 astro-ph.GA astro-ph.SR
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
Connecting optical and X-ray tracers of galaxy cluster relaxation
大量的努力一直致力于确定理想的代理量化的星系团中的热团内介质的形态。这些基于X射线发射的代用指标通常需要昂贵的高质量X射线观测，这使得它们难以应用于对群体和集群的大规模调查。在这里，我们比较光学弛豫代理与X射线不对称性和质心位移的SDSS集群与高品质的，档案X射线数据从钱德拉和XMM-牛顿的样本。考虑的三个光学弛豫措施是：成员星系投影速度分布的形状-测量的安德森-达林（AD）统计，恒星质量之间的差距最大的和第二大质量的星系团星系，和最大质量的星系（MMG）的位置和光度加权的集群中心之间的偏移。AD统计量和恒星质量间隙与X射线弛豫代理显著相关，其中AD统计量的相关性更强。相反，我们没有发现X射线不对称性或质心偏移与MMG偏移之间相关性的证据。高质量的集群（$M_\mathrm{halo} > 10^{14.5}\,\mathrm{M_\odot}$）在这个样本中有X射线的不对称性，质心位移，和安德森-达林统计系统大于低质量的系统。最后，考虑到高斯和非高斯集群的二分法（AD测试测量），我们表明，是一个非高斯集群的概率与X射线不对称性显着相关，但只显示了边缘的相关性与质心位移。这些结果证实了径向速度分布的形状作为一个有用的代理集群松弛，然后可以应用于大红移调查缺乏广泛的X射线覆盖。
2018-01-11 astro-ph.CO astro-ph.GA
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
The Arches cluster revisited: IV. Observational constraints on the binary properties of very massive stars
作为电磁波和引力波瞬变的前身，大质量恒星近年来重新引起人们的兴趣。然而，它们的诞生和演变的许多方面仍然是不透明的，特别是在二元互动的背景下。我们银河系的中心拥有一群非常巨大的恒星，它们似乎在该地区的生态中发挥着重要作用。在本文中，我们调查的拱门集群，这被认为是主机的大量非常大质量的恒星的二进制属性。多历元近红外光谱和光度学的组合被用来识别双星。36个聚类成员中有13个符合我们的标准，被归类为RV变量。将光谱数据与存档的无线电和X射线观测相结合，以检测碰撞风系统，提供了一个约43%的双星比例下限;对于O-型超巨星和WNLha，增加到>50%。动力学和演化的质量揭示了主星系的质量是均匀的（> 50 M $_{\odot}$）。在可能的情况下，轨道分析揭示了一些短周期，高度偏心的双星，这似乎是预相互作用系统。这样的系统是X射线发光的，80%以上的经验界的$(L_{\rm x}/L_{\rm bol})\sim10^{-7}$和他们的轨道配置建议通过一个单一的恒星通道的形成和演变，但是，我们不能排除一个子集的二进制形成通道。与低质量OB-型恒星的调查定性比较证实，极端双星比例（>60%）的趋势延伸到目前在本地宇宙中形成的质量最大的恒星。
2023-02-08 astro-ph.GA astro-ph.SR
The impact of Post-Newtonian effects on massive black hole binary evolution at $\sim 1000\,R_{sch}$ separations
目的：通过三体散射实验研究了后牛顿修正项对发射引力波的超大质量黑洞（SMBH）双星系统与入射恒星能量相互作用的影响.方法：我们使用AR链程序高精度地模拟了恒星与距离为$\sim 1000\,R_{sch}$的SMBH双星之间的相互作用。对于所有的相互作用，我们详细研究了三体系统的能量平衡，使用牛顿和后牛顿表达式的SMBH二进制轨道能量，考虑到GW发射的二进制。结果如下：我们发现，在这些分离，纯牛顿处理的二进制轨道能量是不够的，以适当地占SMBH二进制轨道的演变。相反，与GW发射一起，甚至PN校正中的项必须包括在内，以便描述双星在恒星过程中的能量变化interaction.es，2
2021-09-17 astro-ph.GA gr-qc
Astrometric Constraints on a Massive Black Hole Binary in NGC\,4472
在对Jy级目标的EHT研究中，Safarzadeh等人（2019）展示了天体测量监测如何限制大质量黑洞双星，使它们具有广泛的分离，使它们能够长时间抵抗引力波损失，并且预计合并的卫星星系具有较小的质量比。通过这项ngVLA研究，我们展示了如何为更多的mJy级目标（如NGC1，4472）探索这些前沿主题。我们还讨论了ngVLA天体测量监测如何测试脉冲星定时阵列对NGC1，4472的引力波的上限。
2021-08-16 astro-ph.GA astro-ph.HE
Probing Massive Black Hole Binary Populations with LISA
ESA和NASA正在推进在2034年左右发射LISA的计划。从插图宇宙学模拟的数据，我们提供了LISA检测率的分析，伴随着合并的大规模黑洞人口的特征。总质量为$\sim10^5-10^{10} M_\odot$的大质量黑洞是本研究的重点。我们发展的大规模黑洞合并，形成在分离的模拟分辨率（$\sim$ kpc尺度）的顺序，通过合并与两种不同的治疗的二元大规模黑洞的演化过程。人口的合并时间，以及黑洞的物理性质，形成了每一个进化处理的统计基础。在此基础上，我们用蒙特卡罗方法综合了大质量合并黑洞种群的多种实现，建立了模拟LISA探测星表。我们分析了我们的大规模黑洞二元演化模型如何影响检测率和相关的参数分布测量LISA。用我们的模型，我们发现了大质量黑洞二进制检测率与LISA的$\sim0.5-1$年$^{-1}$质量大于$10^5M_\odot$的大质量黑洞。这应该被视为一个下限，主要是因为我们的大质量黑洞样本不包括低于$10^5M_\odot$的质量，这可能会显着增加观测到的速率。我们提出的原因，我们预测较低的检出率相比，许多文献。
2019-11-01 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Analytic approximations for massive close post-mass transfer binary systems
本文基于10至40倍太阳质量主星的详细双星演化模型网格，推导出情形A物质转移后核心氢燃烧持续时间与供体星质量的解析拟合，发现二者主要取决于初始轨道周期，可用于改进快速双星演化程序。
2024-04-12 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Massive Star Cluster Formation with Binaries. I. Evolution of Binary Populations
本研究模拟大质量星团形成中双星族群的演化，发现双星比例下降且轨道变化，O星双星比例保持90%以上，变化源于层级组装与子星团合并。
2024-11-11 astro-ph.GA astro-ph.SR
Mass Function of Binary Massive Black Holes in Active Galactic Nuclei
如果活动星系核（AGN）的活动主要是由主要星系合并引起的，那么很大一部分活动星系核的中心应该有大质量的双黑洞。在大质量黑洞与宿主星系共同演化的框架下，基于活动星系核黑洞质量函数和大质量双黑洞与大质量环双星盘相互作用的演化理论，研究了活动星系核中大质量双黑洞的质量函数.环双星盘被假定为稳定的，轴对称的，几何薄，自我调节，自引力，但非碎片的一小部分爱丁顿吸积率，这通常是十分之一的爱丁顿值。对于等质量黑洞，轨道衰变的时间尺度估计为~ 10^8年，与黑洞质量、半长轴和粘性参数无关，但取决于黑洞质量比、爱丁顿比和质能转换效率。这使得任何双星大质量黑洞都有可能在哈勃时间内通过双星-盘的相互作用合并。我们发现，在等质量比和十分之一质量比的活动星系核中，有1.8 ± 0.6%和1.6 ± 0.4%的中心存在轨道周期小于10年的大质量近距离双星黑洞，这些黑洞可以被高灵敏度的X射线监视器如全天X射线图像监视器和Swift/Burst Alert望远镜探测到。假设所有质量比相等的大质量双星，黑洞质量为10^{6.5-7}M_sun的活动星系核中约有20%具有近距离双星，因此提供了最好的探测机会。
2010-08-17 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Circumbinary disc self-gravity governing supermassive black hole binary mergers
理解大质量黑洞双星与其气体环境的相互作用是至关重要的，因为在亚秒差距尺度下，双星太宽，引力波发射无法接管并驱动两个黑洞合并。本文利用三维光滑粒子流体动力学模拟研究了大质量黑洞双星与自引力环双星盘之间的相互作用。我们发现，当光盘自重调节角动量输运，二进制半长轴减少，无论盘的质量和温度的选择，在我们探索的范围内。特别是，我们发现，光盘的初始温度（因此光盘的纵横比）的演变的二进制的影响不大，因为光盘具有相同的质量自我调节朝向相同的温度。最初较热的圆盘会导致双星在稍短的时间尺度上收缩，直到圆盘达到自我调节的平衡温度。更大的磁盘驱动器的二进制半长轴以更快的速度减少相比，质量较小的磁盘，并导致更快的二进制偏心率增长，即使在初始条件依赖的瞬态演化。最后，我们调查的效果，初始腔的大小上的二进制盘相互作用，我们发现，在自引力制度，一个最初较小的腔导致更快的二进制收缩，正如预期的。我们的结果是特别重要的非常大的黑洞双星，如在PTA带，气体自引力不能忽略。
2021-06-24 astro-ph.GA astro-ph.HE
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
Massive black hole binary evolution in gas-rich mergers
我们报告的关键研究黑洞（BH）在富含气体的星系合并，强调气体耗散中发挥的重要作用，促进BH螺旋下降到有史以来最小的尺度探测使用高分辨率数值模拟的动力学。在主要的合并中，黑洞在气体动力学摩擦的作用下迅速下沉，同时在合并产生的大质量核盘内轨道运行。然后，BH结合并形成一个尺度为5 pc的开普勒双星。在较小的合并，BH配对的收益下降到最小规模探索的10-100 pc只有当气体分数在质量较小的星系是比较大的，以避免其潮汐和/或冲压压力的破坏和徘徊的光BH在主晕的外围。双星黑洞只有在它们的相对距离通常为0.001秒差距时，才进入以螺旋形为主的引力波。如果气体保持在恒星爆发环境中预期的耗散程度，双星衰变将继续下降到0.1 pc，这是有史以来最小的长度尺度。在0.1pc以下失速与硬化仍然是深入研究的问题。
2009-04-02 astro-ph.CO astro-ph.GA
Optical linear polarization measurements of WR massive binary and single stars
本文介绍了对8颗Wolf-Rayet（WR）大质量双星和单星的光学（UBVRI）线性偏振观测。对观测到的星际消光和星际介质偏振值进行了修正，得到了本征偏振和位置角。我们发现了三颗高度偏振的恒星（WR 1，WR 5和WR 146）在5%和10%之间，三颗在3%和4%之间（WR 2，WR 3和WR 4），两颗在1%和2%之间（WR 137和WR 140）。此外，有5颗恒星的偏振度在较短的波长（例如WR 146）上不断增加，这表明星周包络不对称，3颗恒星的偏振度在误差范围内几乎保持不变（例如WR 140）。
2013-09-04 astro-ph.GA astro-ph.SR
Dynamics of a Massive Binary at Birth
几乎所有的大质量恒星都有伴星，以双星或更高阶的倍数存在。虽然双星理论上被认为是大质量恒星形成的基本特征，但基本上所有关于这种性质的信息都来自对已经形成的恒星的观测，其轨道性质可能自诞生以来就已经演变。很少有人知道在形成阶段的二元性。在这里，我们报告的高角分辨率观测的1.3毫米连续谱和H30 α复合线的发射，这揭示了一个巨大的原双星与明显的180 Au的中心的大质量恒星形成区IRAS 07299 -1651。根据两颗原恒星的视线速度差为9.5公里/秒，估计该双星的最小总质量为18个太阳质量，与其他几个度量标准一致，最大周期为570年，假设是圆形轨道。原恒星的H30 α线显示出与沿着半径为12天文单位的环旋转一致的运动学。观测结果表明，在几百天文单位的圆盘碎片可能形成了双星，而更小的圆盘正在喂养单个的原恒星。
2019-03-18 astro-ph.GA astro-ph.SR
Binary super-massive black hole environments diminish the gravitational-wave signal in the pulsar timing band
我们评估了超大质量黑洞（SMBH）环境对双星SMBH的引力波（GW）信号的影响。迄今为止，搜索与脉冲星定时阵列的GW从二进制SMBH，在频带$\sim1-100$ \，nHz，包括假设所有的二进制是圆形的，只通过GW的排放演变。然而，动力学研究表明，双星SMBH轨道可以衰变到分离的唯一方式，其中GW发射主导了演化，是通过与环境的相互作用。我们增加了现有的星系和SMBH的形成和演化模型与计算的二进制SMBH演化在恒星环境中，占非零的二进制偏心率。我们发现，二进制文件和它们的环境之间的耦合导致预期的GW光谱能量分布相对于圆形，GW驱动的二进制文件的标准假设，频率高达$\sim20$ \，nHz的减少。在二进制的形成更大的偏心率进一步减少在这个制度的信号。我们还发现，GW爆发从个别偏心二进制SMBHs是不太可能被检测到与目前的脉冲星定时阵列。在这些预测的不确定性是很大的，由于观测的不确定性SMBH星系的标度关系和星系恒星质量函数，不确定性的性质，联星环境耦合，和不确定性的最大质量的联星SMBH的数量。然而，我们的结论是，从二进制SMBHs低频GW可能更难以检测脉冲星定时阵列比目前认为的。
2014-04-21 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Carbon from massive binary-stripped stars over cosmic time: effect of metallicity
Max Planck Institute for Astrophysics（马克斯·普朗克天体物理学研究所）；KU Leuven（荷语鲁汶大学）；Institute of Astronomy, KU Leuven（荷语鲁汶大学天文学研究所）；University of Amsterdam（阿姆斯特丹大学）；Anton Pannekoek Institute of Astronomy, University of Amsterdam（阿姆斯特丹大学安东·潘内库克天文学研究所）；Heidelberger Institut für Theoretische Studien（海德堡理论研究所）
研究双星剥离星在不同金属licity下的碳产量，发现金属licity是影响碳产量的主要因素，指出太阳金属licity下的产量不能直接外推到低金属licity环境。
2025-05-05 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
The Birth of a Massive First-Star Binary
我们使用一个新开发的辐射流体动力学程序，结合自适应网格加密和自适应射线追踪方法，研究了大质量第三星族双星的形成。我们遵循一个典型的原始恒星形成云的宇宙流体动力学模拟获得的演变。几个原恒星的形成是由于磁盘的碎片和增长的质量由气体吸积，这是最终淬火的辐射反馈从原恒星。我们的代码使我们能够，第一次，考虑反馈的电离和离解辐射从多个原恒星，这是必不可少的自我一致地确定其最终质量。在模拟的最后一步，我们观察到一个非常广泛的（$\gtrsim 10^4\,\mathrm{au}$）的双星系统组成的$60$和$70\,M_\odot$星。其中一颗成员星还有两颗质量较小的伴星（$10\,M_\odot$），分别在$200$和$800\,\mathrm{au}$轨道上运行，组成了一个迷你三重态系统。我们的研究结果表明，大质量的双星或多系统是常见的第三星族恒星。
2020-06-13 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Populations of evolved massive binary stars in the Small Magellanic Cloud II: Predictions from rapid binary evolution
Universität Bonn（波恩大学）；Argelander-Institut für Astronomie, Universität Bonn（波恩大学阿戈兰德尔天文研究所）；Max-Planck-Institut für Radioastronomie（马克斯·普朗克射电天文研究所）；Instituto de Astrofísica de Canarias（加那利天体物理研究所）；Universidad de La Laguna（拉古纳大学）；Université de Genève（日内瓦大学）；Gravitational Wave Science Center (GWSC), Université de Genève（日内瓦大学引力波科学中心）；Foundation for Research & Technology Hellas (FORTH)（希腊研究与技术基金会）；Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik（马克斯·普朗克地外物理研究所）
研究通过快速双星演化模型预测小麦哲尔云中OB+BH双星群体，发现不同质量转移效率对观测到的Be星、X射线双星和Wolf-Rayet星数量有显著影响。
2025-03-31 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Binary astrometric microlensing with Gaia
我们调查盖亚是否可以指定的大质量恒星星族在银河系盘通过天体测量微透镜的二进制分数。此外，我们研究了是否可以通过这种方法推断出它们的质量分布的一些信息。在这方面，我们模拟的二元天体测量微透镜事件，由于大量的恒星星族根据盖亚观测策略，考虑（a）恒星质量的黑洞，（b）中子星，（c）白矮星和（d）主序星作为微透镜。用Gaia探测双星微透镜事件的效率为$\sim 10-20$ %，通过计算由上述恒星星族引起的光学厚度，估计出在双星分数约为0.1时，用Gaia观测到的具有可探测双星微透镜事件的数目分别为6、11、77和1316。因此，盖亚可以潜在地指定这些大质量恒星星族的二元分数。然而，用这种方法测量的黑洞的二进制分数具有很大的不确定性，由于估计的事件数少。了解大质量恒星星族中的双星分数有助于研究引力波。此外，我们调查了大量的微透镜，盖亚指定他们的质量通过天文微透镜的单透镜对银河系隆起。测量上述人口质量的效率分别为9.8%、2.9%、1.2%和0.8%。在盖亚时代观测到的天文微透镜事件中，透镜质量的相对误差小于0.5的事件数分别为45、34、76和786。
2015-04-12 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.SR
