Resonant Shattering Flares in Black Hole-Neutron Star and Binary Neutron Star Mergers
共振破碎耀斑（RSFs）是伽马射线的爆发，预计是由中子星（NS）在双星螺旋上升期间的潮汐共振触发的。它们强烈依赖于NS表面的磁场强度。通过模拟这些耀斑的结果是多个碰撞的相对论壳层发射期间的共振窗口，我们发现，提示非热伽马射线发射可能有光度高达几个$\times10^{48}\text{ erg/s}$，并可以产生宽带余辉。我们使用BPASS人口合成代码计算可检测RSFs的预期速率，并对合并前表面磁场强度的演变有不同的假设。我们发现可检测的RSFs的速度是每年的BHNS合并和$\sim 0.0001-5$每年的NSNS合并，与下限对应的表面场衰减与磁热演化在纯粹的地壳领域一致，而上限的系统具有较长寿命的表面磁场支持的磁通冻结到超导核心。如果一些观测到的SGRB前体耀斑确实是RSF，这表明存在一个寿命较长的表面场的一部分中子星人口，我们可以预期RSF是最常见的可检测的EM对应GW检测BHNS合并。在GRB 170817 A之前未检测到RSF提供了$B_{\rm surf}\sim 10^{13.5} \text{ G}$的祖NS磁场的上限。
2022-06-10 astro-ph.HE
Radio Flares of Compact Binary Mergers: the Effect of Non-Trivial Outflow Geometry
下一代引力波探测器对致密双星（中子星/黑洞）合并产生的引力波最为敏感。如果其中一个是中子星，合并也会通过三种可能的渠道发射电磁辐射：伽马射线暴及其（可能是孤儿）余辉（Eichler et al. 1989），Li-Paczynski Macronovae（Li & Paczynski 1998）和射电耀斑（Nakar & Piran 2011）。这种伴随的电磁辐射在确认GW探测中至关重要（Kochanek & Piran 1993）。它还可以揭示有关合并的丰富信息，并将为多信使天文学打开一扇窗户。因此，确定和描述这些对应方至关重要。在这项工作中，我们探讨晚时间无线电耀斑发射的动态喷出的外流。我们建立在以前的工作，并考虑流出的非平凡的几何形状的影响。利用近似方法，我们估计了在数值模拟中得到的几个喷射物质分布的射电光变曲线。我们的方法提供了一个上限的非球形的效果。与球面估计一起，得到的光变曲线约束实际信号。我们发现，虽然非球形的几何形状可以在原则上导致增强的发射，在大多数情况下，它们会导致增加的时间尺度相比，相应的球形配置。这将在一定程度上削弱这些信号，并可能降低检测前景。
2015-03-20 astro-ph.HE
Flares from merged magnetars: their prospects as a new population of gamma-ray counterparts of binary neutron star mergers
本文提出并合磁星在并合后数天内的毫秒周期自旋阶段会产生0.1-10 MeV耀发，估计Fermi/GBM可能已探测到约0.1-10例，并指出可通过搜索弱短GRB中的毫秒周期调制来识别。
2023-08-11 astro-ph.HE
Shock within a shock: revisiting the radio flares of NS merger ejecta and GRB-supernovae
双中子星（NS）合并或高能超新星（SNe）中的快速喷出物在撞击周围环境介质时会产生晚期同步辐射。这种射电耀斑的模型通常假设喷出物膨胀到未扰动的星际介质中。然而，它也是众所周知的，二进制NS合并和宽线IC SNe可以窝藏相对论喷射流出。在这项工作中，我们表明，这样的射流冲击周围的ISM提前喷出物，从而疏散介质中的喷出物随后碰撞。使用一个理想化的球对称模型，我们说明，这抑制喷出物射电耀斑在早期$t < t_{\rm col} \approx 12 \, {\rm yr} \, (E_{\rm j}/10^{49} \, {\rm erg})^{1/3} (n/1 \, {\rm cm}^{-3})^{-1/3} (v_{\rm ej}/0.1c)^{-5/3}$，其中$E_{\rm j}$是喷流能量，$n$ ISM密度，和$v_{\rm ej}$喷出物速度。我们还表明，这可以产生一个尖锐的峰值增强的光曲线在$t = t_{\rm col}$。这对GW170817和未来的双星NS合并、伽马射线暴（GRB）SNe、长达十年的射电瞬变（如FIRST J1419）以及其他可能的相对论性外流先于缓慢移动的喷出物的事件的射电观测都有影响。未来的数值工作将扩展这些分析估计和治疗的多维性质的问题。
2020-04-27 astro-ph.HE
Constraints on the AGN flares as sources of ultra-high energy cosmic rays from the Fermi-LAT observations
众所周知，如果能量最高的宇宙射线（$E>10^{20}$ eV）是质子，那么它们的加速点应该具有一些极端的性质，包括巨大的光度。由于在银河系的局部（$D<200$ Mpc）邻域中没有已知具有这种性质的静止源，因此极有可能UHECR加速发生在某些瞬态事件中。在本文中，我们调查的情况下，UHECR产生的强AGN耀斑。利用7年多的Fermi-LAT观测资料，我们选择了候选耀斑，并利用喷流动力学光度与其热光度之间的相关性，估算了巨型活动星系核耀斑的局部动力学发射率：$\mathcal{L}\sim3.7\times10^{44}\mathrm{erg~Mpc^{-3}~{yr^{-1}}}$。该值比具有$E>10^{20}$ eV的CR中的发射率大约大一个数量级，因此如果UHECR逃逸谱相当硬和/或窄，则使得该方案可行。这种形状的频谱预测在目前的一些强相对论性无碰撞冲击的模型。活动星系核耀斑加速的情况也可以容纳来自观测到的超高能电子回旋共振到达分布的约束。最后，我们证明，在较重的UHECR组成的情况下，所有的约束都大大放松。
2020-04-08 astro-ph.HE
Could an X-ray Flare after GRB 170817A Originate from a Post-merger Slim Accretion Disc?
GRB 170817 A是费米-GBM 1.7 μ s探测到的中子星双星合并后的一个新发现，它首次提供了中子星合并和短持续时间伽马射线暴之间联系的直接证据。GRB 170817 A之后的X射线观测表明，可能有一个X射线耀斑，其峰值亮度在第156天附近的$L_{\rm peak} \sim 2\times 10^{39}\,{\rm erg\,s}^{-1}$。在这里，我们表明，这种X射线耀斑可以理解的基础上，一个紧凑的对象周围的薄盘。一方面，存在着最大的吸积率$\dot M_{\rm max}$的薄盘，在此之上的光学厚流出是显着的，从光盘的辐射是模糊的。基于能量平衡分析，我们发现当细长盘的角速度介于$\rm (1/5)^{1/2}Ω_K$和$\rm Ω_K$之间时（其中$\dot M_{\rm Edd}$为爱丁顿吸积率，$Ω_K$为开普勒角速度），$\dot M_{\rm max}$介于$\sim 4\dot M_{\rm Edd}$和$\sim 21\dot M_{\rm Edd}$之间.利用$\dot M_{\rm max}$，薄盘可以为$2.5 M_{\sun}$的紧凑物体提供亮度$\sim L_{\rm peak}$。另一方面，如果合并的两个NS形成一个典型的中微子占主导地位的吸积盘，其吸积率$\dot M$遵循幂律下降与指数$-1.8$，那么系统必须通过外流制度，并进入细…
2019-03-19 astro-ph.HE
A hyper flare of a weeks-old magnetar born from a binary-neutron-star merger
磁星是一群孤立的中子星，具有$\sim 10^{14}-10^{15}$ G的超强磁场，已被越来越多地接受来解释各种天体物理瞬变。一颗初生的毫秒周期磁星可以释放其自旋下降的能量，并为明亮的光源提供动力，如伽马射线暴（GRB）及其随后的X射线平台，超级发光超新星（SLSNe）和快速X射线瞬变，如CDF-S XT-2。在银河系内观测到年龄为$10^3-10^4$年的磁星，它们被发现以巨大耀斑和重复的软$γ$射线或硬X射线爆发以及偶尔的快速射电暴（FRB）的形式为各种瞬变提供能量。磁星巨耀斑也被探测到是来自附近星系的伪装的短伽马射线暴。在这里，我们报告的识别伽玛射线暴作为超耀斑的磁星在附近的星系。超耀斑的亮度大约是典型的磁星巨星耀斑的一千倍。在衰减光变曲线中检测到显著的$\sim 80$毫秒周期。将这一时期解释为旋转周期，并考虑到年轻磁星典型的磁场强度，磁星的年龄被限制为只有几周。在事件发生前几周，既没有探测到（超亮）超新星，也没有探测到伽马射线暴，这进一步限制了磁星可能是由两颗中子星的离轴合并事件产生的。我们的发现弥合了假设的毫秒磁星和观测到的银河系磁星之间的差距，并指向一个更广泛的磁星供电的伽马射线瞬变通道。
2022-05-16 astro-ph.HE
Black Hole Formation in the Lower Mass Gap through Mergers and Accretion in AGN Disks
最重的中子星和最轻的黑洞预计将产生的恒星演化离开质量范围的$2.2$ M $_{\odot}\lesssim m \lesssim 5$ M $_\odot$大部分人口稀少。在这个所谓的低质量间隙中发现的物体可能起源于一个独特的天体物理过程。这样一个物体，质量为$2.6$ M $_\odot$，最近被LIGO/Virgo通过引力波在双星合并GW 190814中探测到。在这里，我们表明，黑洞的质量差距是自然组装通过合并和吸积活动星系核盘，并随后可以参与额外的合并。我们计算活动星系核辅助合并涉及中子星和黑洞，占吸积的属性。我们发现，合并中的对象之一是在较低的质量差距代表高达$4$ %的活动星系核辅助合并可检测的LIGO/室女座。质量较轻的物体GW 190814，质量为$2.6$ M $_\odot$，可能是通过吸积在活动星系核盘中生长的。我们发现，在中子星合并GW 190425中观察到的3.4 M $_\odot$的意外高总质量也可能是由于AGN盘中的吸积。
2020-07-09 astro-ph.HE
Gamma-ray flares from red giant/jet interactions in AGN
非耀变体活动星系核最近被确定为一类伽马射线源。M87是这类星系的代表，在几天的时间尺度上表现出快速的TeV变化。我们提出了一个在非耀变体活动星系核的基础上与喷流在底部的红巨星相互作用的耀斑伽玛射线辐射的方案。我们解决的流体动力学方程描述的信封的红巨星吹的冲击射流的演变。如果红巨星被超大质量黑洞至少轻微地潮汐干扰，足够的恒星物质将被喷流吹走，迅速膨胀，直到喷流的重要部分被冲击。这一过程为能量耗散和质子加速提供了合适的条件，从而解释了通过质子-质子碰撞观测到的M87日尺度TeV耀斑。由于产生的辐射是未知的，这样的事件应该主要从非耀变体AGN中检测到。它们可能是常见的现象，在GeV-TeV的范围内甚至可以探测到最强大喷流的$\sim 1$ Gpc的距离。较低能量的对应物预计不会太亮。{M87，以及附近的非耀变体活动星系核一般来说，可以通过红巨星/喷流相互作用的快速可变的伽马射线源。
2010-09-03 astro-ph.HE
Time-dependent stellar-mass binary black hole mergers in AGN disks: Mass distribution of hierarchical mergers
本文通过Monte Carlo模拟探究AGN盘中随时间演化的双黑洞并合与层级并合质量属性，发现其能很好解释LIGO/Virgo探测到的极端质量比与重组分并合事件。
2022-03-08 astro-ph.HE
AGN flares as counterparts to LIGO/Virgo mergers: No confident causal connection in spatial correlation analysis
本文通过空间相关性分析研究AGN耀发与LIGO/Virgo并合事件的关联，利用78次并合事件的后验样本和似然方法，得出无置信因果关联的结论，并给出关联比例上限0.155。
2025-01-03 astro-ph.HE
Utilizing Maximum Variability to Discern TDE Emission from AGN Flares
针对宽视场X射线巡天中TDE与AGN耀斑难以区分的问题，提出基于X射线最大变异性和结构函数的区分方法，发现TDE在长时标变异上显著高于AGN，并据此验证部分eROSITA TDE候选者实为AGN耀斑。
2025-10-11 astro-ph.HE
A Systematic Search for Active Galactic Nucleus Flares in ZTF Data Release 23
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）
本文利用ZTF数据集23的六年数据，系统搜索活动星系核耀斑，构建了两个目录，发现耀斑可能与超新星、潮汐破坏事件等有关，为研究活动星系核瞬变现象提供资源。
2026-04-16 astro-ph.GA astro-ph.HE
Supermassive black hole mergers as dual sources for electromagnetic flares in the jet emission and gravitational waves
我们提出了一种新的观测类型的引力波发射的超大质量黑洞合并到他们的电磁同行。这种双重发射涉及到相对论性喷流的变化，这种喷流是由位于其底部的超大质量黑洞双星的自旋-轨道进动引起的。
2013-09-07 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Constraining the Fraction of LIGO/Virgo/KAGRA Binary Black Hole Merger Events Associated with Active Galactic Nucleus Flares
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Peking University（北京大学）
研究通过分析GWTC-4.0中的双黑洞并合事件与ZTF数据中的耀斑相关性，得出非零的最大似然值，表明可能有部分事件与活动星系核耀斑有关，需进一步电磁观测验证。
2026-03-01 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Determining the Hubble Constant with AGN-assisted Black Hole Mergers
本研究提出利用活动星系核（AGN）盘内的黑洞并合事件，借助其电磁信号或AGN低数密度特性识别宿主星系，通过引力波测量哈勃常数$H_0$，预计五年内可达到与中子星并合相当的测量精度，显著提升现有引力波测量水平。
2023-12-05 astro-ph.HE
Disk-Jet Connection in Agns and Microquasars: The Possibility of Thermal Flares in the Center
我们讨论了活动星系核和微类星体中心热耀斑的可能性。我们目前正在进行的一项研究的初步结果，试图评估一个假设的可行性，表明在这些来源中观察到的某些耀斑起源于系统的中心，而不是在相对论射流。使用一个简单的玩具模型，我们再现光学耀斑的光变曲线非常相似的源中观察到的。该模型特别适合那些只有双峰光学耀斑的后一个峰有射电对应物的情况。
2010-02-05 astro-ph.CO astro-ph.HE
Is plasmoid-mediated reconnection really important in accretion flows to drive flares in AGNs?
Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas, Universidade de São Paulo（圣保罗大学天体物理学、地球物理学和大气科学研究所）；Princeton Gravity Initiative, Princeton University（普林斯顿大学引力倡议计划）；School of Natural Sciences, Institute for Advanced Study（高等研究院自然科学学院）；Center for Gravitation, Cosmology and Astrophysics, Department of Physics, University of Wisconsin–Milwaukee（威斯康星大学密尔沃基分校物理系引力、宇宙学天体物理中心）；Department of Astrophysical Sciences, Peyton Hall, Princeton University（普林斯顿大学天体物理科学系）；Escola de Artes, Ciências e Humanidades, Universidade de São Paulo（圣保罗大学艺术、科学与人文学院）；Department of Astronomy, University of Wisconsin-Madison（威斯康星大学麦迪逊分校天文系）
研究发现湍流介导的重联比磁片介导的重联快十倍，表明湍流驱动的重联是AGN中快速重联和耀斑的主要机制。
2026-02-09 astro-ph.HE
Gravitational-Wave Localization Alone Probes AGN Origin of Stellar-Mass Black Hole Mergers
恒星质量的二元黑洞合并有望代表高级LIGO和Virgo的大多数引力波（GW）观测。由于预期缺乏电磁发射和有限的定位精度，探测它们的起源将是困难的。然而，与罕见的宿主星系类型（如活动星系核（AGN））的关联可以通过空间相关性在统计上确定。我们发现：（1）活动星系核宿主对总BBH合并率的贡献分数$f_{\rm agn}=50-100\%$可以用70-300个检测到的事件进行统计（预计在0.5-2年的观察与先进的LIGO-Virgo在设计灵敏度和电流率估计）;（ii）分数贡献低至$f_{\rm agn}=25\%$可以测试1000事件（$\sim$ 5年观测）;（iii）$\sim5\%$最佳本地化GW驱动这些约束。所提出的方法和结果一般适用于具有稀有宿主种群的二元形成通道。
2017-01-09 astro-ph.HE
McFacts III: Compact binary mergers from AGN disks over an entire synthetic universe
本研究通过McFacts代码模拟整个合成宇宙中AGN盘内双黑洞并合，预测可观测族群，发现可解释GW190521等大质量并合，并约束AGN寿命为0.5-2.5百万年。
2025-06-21 astro-ph.HE
Radio transient following FRB 150418: afterglow or coincident AGN flare?
最近，Keane等人报告发现了FRB 150418之后的衰落无线电瞬变，并将其解释为FRB的余辉。另一方面，Williams \& Berger认为射电瞬变类似于一组可变射电源，因此它可能是FRB观测波束中的一致活动星系核耀斑。一个新的VLA观测显示了一个再增亮，这与活动星系核的图像是一致的。这里，使用Ofek等人的无线电测量数据，我们统计地检查产生像FRB 150418瞬变的事件的偶然符合概率。我们发现，产生一个可变的无线电瞬变与至少相同的变化幅度和信噪比的FRB 150415瞬态，没有和VLA点，概率分别为$P_1 \sim 6 \times 10^{-4}$和$P_1 \sim 2 \times 10^{-3}$。此外，在随机时间（FRB时间）之后检测到衰落瞬变的机会概率小于$P_2 \sim 10^{-2.9\pm 1.3}$。把这些放在一起，并假设一个帕克斯波束内的无线电源的数量是16个，具有与FRB无关的FRB 150418类无线电瞬变的最终机会重合分别是$< 10^{-4.9\pm1.3}$和$< 10^{-4.4\pm1.3}$，不具有VLA点和具有VLA点。我们的结论是，无线电瞬变FRB 150418有一个不相关的活动星系核耀斑的可能性很低，是FRB 150418的余辉的可能性不排除。
2016-03-15 astro-ph.HE
GW190521 as a black-hole merger coincident with the ZTF19abanrhr flare
我们提出了一个分析，调和的引力波信号GW 190521观察到的先进LIGO和先进的处女座探测器与电磁耀斑ZTF 19abanrhr观察到的Zwicky瞬态设施。我们分析了GW 190521下的质量比先验均匀的$Q \in [1,4]$和使用国家的最先进的波形模型黑洞合并\texttt{NRSur7dq4}。我们发现了一个$90\%$可信区域的黑洞质量远远超出了最初报告的\cite{GW190521D}，我们的最大似然质量居住。我们发现一个$15\%$的概率，这两个黑洞避免对不稳定超新星间隙。我们推断出一个与ZTF 19 abanrhr高度一致的三维天空位置，获得了一个非常支持真巧合假设的几率比${\cal{O}}_{C/R}=72:1$。结合这一事件与中子星合并GW 170817，我们估计了哈勃常数H $_0=72.1^{+10.6}_{-6.4}\mathrm{km\,s^{-1}\,Mpc^{-1}}$在$68\%$可信水平。
2021-12-23 astro-ph.HE gr-qc
Using Gaussian Processes to detect AGN flares
针对AGN耀发系统性探测需区分随机基线光变的难题，本研究将高斯过程用于模拟与真实光学光变曲线的耀发探测，实现了低于7%的假阳性率，为大巡天时代的AGN耀发分类提供了有效方法。
2024-03-08 astro-ph.GA astro-ph.HE
The Aftermath of an Exceptional TeV Flare in the AGN Jet of IC 310
附近的活跃星系IC 310（z=0.019），位于英仙座星系团，是一个明亮且可变的多波长发射体，从射电状态到超过100 GeV的非常高的伽马射线能量。最近，通过秒差距尺度VLBI成像发现了一个类似耀变体的致密射电喷流。伴随着异常平坦的伽马射线光谱和可变的高能发射，这表明IC 310是已知的最近的耀变体，因此是AGN研究的关键对象。作为MAGIC望远镜在TeV能量上密集观测计划的一部分，在2012年11月探测到IC 310的异常明亮的耀斑，其通量水平高达300 GeV以上的>0.5 Crab单位。我们已经组织了一个多波长后续计划，包括VLBA，Effelsberg 100 m，KVA，Swift，INTEGRAL，Fermi/LAT和MAGIC望远镜。我们提出了初步的结果，从多波长的后续计划，重点是对这个特殊的伽玛射线耀斑的喷气机的响应。
2013-08-02 astro-ph.HE
R-process nucleosynthesis from magnetar giant flares in neutron star--white dwarf mergers: A unified picture for peculiar long gamma-ray bursts
Guangxi University of Science and Technology（广西科技大学）；Nanchang University（南昌大学）；Xiangtan University（湘潭大学）；Hunan University of Science and Technology（湖南科技大学）
研究奇特长伽马射线暴起源，基于中子星-白矮星合并及磁星巨型耀斑，提出统一图景。通过超吸积放大磁场触发耀斑，解释瞬时发射各阶段，火球冲击地壳合成重元素解决r过程亏损，还能解释千新星及X射线平台，提供自洽框架。
2026-07-28 astro-ph.HE
AGN Disks Harden the Mass Distribution of Stellar-mass Binary Black Hole Mergers
越来越多的恒星质量的双黑洞合并发现的高级LIGO和高级处女座开始限制二进制的起源和环境。然而，我们仍然缺乏足够准确的二元地层通道建模，以获得强约束，或识别子种群。活动星系核（AGN）吸积盘中的双星合并是一种可能导致不同黑洞性质的形成机制。在这里，我们表明，黑洞的轨道与活动星系核磁盘优先选择较重的黑洞。我们用蒙特卡罗模拟了活动星系核盘的轨道对准，发现活动星系核强化了初始黑洞质量函数。假设初始质量分布为幂律分布$M_{\rm bh}^{-β}$，我们发现幂律指数的变化为$Δβ\sim1.3$，导致合并黑洞的数量变得头重脚轻。这种变化与活动星系核中心的超大质量黑洞的质量和吸积速率无关。我们的模拟预测活动星系核协助的合并率为$\sim4$ Gpc $^{-3}$ yr $^{-1}$。活动星系核通道的硬化质量谱可能是探测到$10-50$ %引力波的原因。
2019-04-08 astro-ph.HE
High-energy Neutrino Emission Associated with GWs from Binary Black Hole Mergers in AGN Accretion Discs
本研究聚焦活动星系核吸积盘中双黑洞并合的喷流-盘相互作用高能中微子产生机制，证明该信号可探测，推导联合探测率以约束并合率与吸积率，并给出当前无关联探测下的并合率密度上限。
2023-11-06 astro-ph.HE
A decades-long fast-rise-exponential-decay flare in low-luminosity AGN NGC 7213
本文分析了低光度活动星系核NGC 7213的40年X射线光变曲线，发现了一个快速上升指数衰减（FRED）模式，即X射线光度在200 d内增加1倍$\approx 4$，然后随$e$折叠时间$\approx 8116$ d（$\approx 22.2$ yr）指数下降。对于观测的理论理解，我们研究了文献中提出的三种变率模型：热粘性盘不稳定性模型，辐射压力不稳定性模型和潮汐破裂事件（TDE）模型。我们发现主序星的延迟潮汐破裂是最有利的;无论是热粘性盘不稳定性模型还是辐射压力不稳定性模型都无法解释观察到的一些关键性质，因此我们认为它们不太可能。
2018-01-02 astro-ph.HE
An Unusual Mid-Infrared Flare in a Type 2 AGN: An Obscured Turning-on AGN or Tidal Disruption Event?
我们报告在$z=0.059$发现了一个异常的2型活动星系核（SDSS J165726.81+234528.1）中的和平号耀斑。该天体在2015年至2017年期间在宽视场红外巡天探测器（WISE）$W1$和$W2$波段增亮了3等（自2018年以来正在消退），在同一时间段内光学没有显著变化（$\lesssim$ 0.2等）。基于WISE光变曲线和近红外成像，耀斑在较长波长处更为显著，这表明热尘埃排放的起源。根据不同方法估算的黑洞质量（$\sim 10^{6.5}\,M_\odot$）的峰值辐射热光度在爱丁顿极限附近。和平号耀斑的高光度和多年的时间尺度表明，它很可能起源于围绕活动星系核的扩展环面中的再处理尘埃辐射，而不是恒星爆炸。和平号的颜色变化与已知的活动星系核和潮汐破裂事件（TDE）的变化相一致，但与正常的超新星不一致。我们认为这是一个开启的2型活动星系核或TDE，在过渡期间，光学变化被尘埃环所掩盖。这一和平号耀斑事件揭示了一个戏剧性的核瞬变，在光学错过了人口。
2019-07-30 astro-ph.GA astro-ph.HE
Electromagnetic Flares from Compact-Object Mergers in AGN Disks: Signatures and Predictions
Shanghai Astronomical Observatory（上海天文台）；Columbia University（哥伦比亚大学）；Institute of Science and Technology Austria（奥地利科学技术研究所）；Tohoku University（东北大学）
研究活动星系核吸积盘中致密天体合并后的电磁对应体，提出喷流突破盘面产生伽马射线耀斑，激波冷却产生紫外/光学耀斑，模型可解释引力波事件相关电磁信号。
2026-06-24 astro-ph.GA astro-ph.HE
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
Contribution of Flares from Tidal Disruption of Stars to high-redshift AGN
本文研究了高红移下潮汐破裂事件（TDEs）对活动星系核（AGN）耀斑的贡献。利用最新的高红移星系的X射线和光学观测数据，结合其中心超大质量黑洞的演化，计算了TDE对活动星系核的贡献随光度的变化.我们发现，在低红移（$z < 1$），百分之几的所有活动星系核与热光度$L_{\rm Bol} \lesssim 10^{44}$ erg s $^{-1}$可能归因于可能的TDE。然而，这个比例可以在宇宙早期显著增加，包括在$z \gtrsim 3$的活动星系核人口的百分之几十。在$z \gtrsim 3$的康普顿厚（CT）活动星系核中，TDE可能占很大一部分。上述发现激发了未来X射线任务和针对TDE-AGN的光谱调查的进一步校准。
2021-08-23 astro-ph.GA astro-ph.HE
Current observations are insufficient to confidently associate the binary black hole merger GW190521 with AGN J124942.3+344929
最近，Graham等人（2020）将ZTF 19 abanrhr确定为双星合并黑洞GW 190521的候选电磁对应物。作者认为，观测结果与被踢的双星黑洞与活动星系核AGN J124942.3+344929的吸积盘相互作用是一致的。如果这是一个真实的关联（而不是偶然的），这将对LIGO/Virgo双星合并的来源、电磁对应物的未来前景以及宇宙膨胀率的测量产生影响。在这封信中，我们提供了一个重新分析的多信使重合的意义上的定位重叠的基础上，发现一个共同的来源GW 190521和ZTF 19 abanrhr的几率范围在1和12之间，这取决于所使用的波形模型;我们认为这不足以保证信心地关联GW 190521与ZTF 19 abanrhr。
2020-10-07 astro-ph.HE
Establishing accretion flares from massive black holes as a source of high-energy neutrinos
本文通过尘埃回波信号将潮汐瓦解事件和活动星系核高振幅耀斑统一为吸积耀斑，并发现其与 IceCube 高能中微子警报显著关联，表明至少约10%的高能中微子警报可能源于此类耀斑，且其高爱丁顿比率可能提高了中微子产生效率。
2024-04-03 astro-ph.HE
Measuring the Obscuring Column of a Disk Megamaser AGN in a Nearby Merger
众所周知，活动星系核（AGN）的盘状水超激射器被大量的气体所掩盖，这可能是由于沿着视线存在一个几乎边缘的盘状结构，围绕着超大质量黑洞。校正高遮蔽度对于推断源的固有参数至关重要，例如其光度。我们提出了一个宽带X射线光谱分析的水megamaser AGN在早期合并（NGC 5765B），结合钱德拉和NuSTAR数据。NGC 5765 B是高康普顿厚度和反射主导的，遵循盘巨脉泽的一般趋势。结合我们的X射线光谱和脉泽的精细黑洞质量，估计的超脉泽的爱丁顿比在$2-14\%$范围内，并通过SED拟合证实其鲁棒性。
2019-07-11 astro-ph.HE
Multi-messenger constraints on LIGO/Virgo/KAGRA gravitational wave binary black holes merging in AGN disks
Carnegie Mellon University（卡内基梅隆大学）；University of Toronto（多伦多大学）
研究通过统计方法分析引力波双黑洞合并与AGN盘耀斑的关联性，发现AGN盘中可能产生电磁对应物的BBH合并比例较低，强调需进一步区分耀斑来源以优化后续观测资源。
2026-03-02 astro-ph.GA astro-ph.HE
Ultrarelativistic electromagnetic counterpart to binary neutron star mergers
我们提出了一种可能性，超相对论电磁对应的引力波从双中子星合并在几乎所有的视角。我们提出的机制依赖于合并激波传播加速一个较小的质量在外部的中子星地壳到一个较大的洛伦兹因子$Γ$与较小的能量$\sim 10^{47} Γ^{-1}$尔格。这种机制是很难解决目前的三维数值模拟。流出物通过冲击周围的介质，发出持续数秒至数天的同步加速器耀斑。超相对论耀斑在早期和高能波段发光，可能被当前的X射线到射电仪器（如Swift XRT和Pan-STARRS）探测到，甚至在EVLA的低环境密度$\sim 10^{-2}$ cm $^{-3}$中也能探测到。耀斑探测并合的位置和时间，并作为黑洞-中子星流出的合并类型将是非/轻度相对论性的。
2013-12-06 astro-ph.HE gr-qc
Do LIGO/Virgo black hole mergers produce AGN flares? The case of GW190521 and prospects for reaching a confident association
最近关于引力波（GW）双星黑洞（BBH）合并GW 190521与活动星系核（AGN）J124942.3+344929中的耀斑的关联的报道引起了极大的兴奋。然而，GW 190521是迄今为止检测到的所有GW事件中定位量最大的事件之一。90%的定域体积可能包含比$g \leq 20.5$ AB等亮的$7,400$未遮蔽活动星系核，它导致活动星系核耀斑与GW事件一致的概率为$\gtrsim 70\%$。我们提出了一个贝叶斯形式主义，通过分析一个人口的BBH事件与专门的后续观察，以估计AGN协会的信心。根据活动星系核引起的BBH的比例，需要对$\mathcal{O}(1)-\mathcal{O}(100)$ GW事件进行相应的搜索以建立可信的关联，而对于没有后续的搜索（即仅使用活动星系核和GW事件的位置），则需要多一个数量级以上。在下一次LIGO/Virgo/KAGRA观测运行（O 4）期间，只要BBH引起活动星系核耀斑的分数的真实值是$>0.1$，那么BBH事件的顶级$\sim 5\%$（基于体积定位和二进制质量）与总静止框架质量$\ge 50~M_\odot$的后续活动有望建立可信的关联。我们的形式主义，使我们能够共同推断宇宙学参数的BBH事件，包括机会符合耀斑的样本。在活动星系核关联的可信度确定之前，必须考虑偶然巧合的概率，以避免对天体物理和宇宙学的约束产生偏差。
2021-03-30 astro-ph.CO astro-ph.HE
Black hole, neutron star and white dwarf merger rates in AGN disks
先进的LIGO \和先进的处女座正在检测大量的双星起源黑洞（BH）合并。黑洞周围的活动星系核（AGN）气体盘是加速BH合并的一个有希望的通道。在这里，我们调查的相对数量的致密物体合并活动星系核盘模型，包括BH，中子星（NS）和白矮星，通过Monte Carlo模拟。我们发现，在更大规模的合并组件的希尔球驱动下，所有合并类型的数量在大规模磁盘中增长$\propto t^{1/3}$。在活动星系核盘中，NS-BH合并的中位质量比为$\tilde{q}=0.07\pm 0.06(0.14\pm 0.07)$（对于质量函数）$M^{-1(-2)}$。如果观测到的BH-BH合并率（${\cal}{R}_{BH-BH}$）的一部分$f_{AGN}$来自活动星系核，那么我们预计活动星系核通道的NS-BH（NS-NS）合并率为${\cal}{R}_{BH-NS} \sim f_{AGN}[10,300]\rm{Gpc}^{-3} \rm{yr}^{-1}$（${\cal}{R}_{NS-NS} \leq f_{AGN}400\rm{Gpc}^{-3} \rm{yr}^{-1}$）。考虑到NS-NS/BH-BH LIGO搜索量的比例，从初步的O3结果中，我们可以排除活动星系核通道对观测到的NS-NS合并的主要贡献。该通道中较低质量间隙事件的数量是核MF和质量分离效率的强函数。由LIGO得到的致密天体…
2020-09-04 astro-ph.GA astro-ph.HE
AGN Triality of Triple Mergers: Multi-wavelength Classifications
我们提出了一个多波长分析的结果，寻找多个活动星系核系统在附近（z<0.077）的三重星系合并。结合档案钱德拉，SDSS，WISE和VLA的观测，我们量化附近的三重活动星系核的速率，以及调查SMBH吸积和合并环境之间可能的联系。分析了7个三重星系合并的多波长观测结果，发现其中1个三重星系合并有一个活动星系核（NGC 3341）;我们发现，第一次，4可能双重活动星系核（SDSS J1027+1749，SDSS J1631+2352，SDSS J1708+2153，SDSS J2356-1016），确认了一个三重活动星系核系统，SDSS J 0849 +1114;在我们的样本中有1个三重合并仍然是不明确的（SDSS J 0858 +1822）。通过对WISE数据的分析，我们发现NH（与活动星系核有关）随W1-W2色的增加而增加，反映了气体和尘埃的运动在合并环境中是耦合的，在合并过程中，大量的气体和尘埃都可以被汇集到活动中心区。此外，我们还发现，在我们的样本中，一个三元活动星系核系统具有最高的N_H和W1-W2色能级，而二元活动星系核候选者都具有较低的N_H和W1-W2色能级;这些结果与理论上的合并模拟结果一致，即更高水平的核气体更有可能在合并中激活活动星系核。
2020-12-01 astro-ph.GA astro-ph.HE
Monte-Carlo simulations of black hole mergers in AGN disks: Low $χ_{\rm eff}$ mergers and predictions for LIGO
超大质量黑洞周围的吸积盘是用LIGO探测到的恒星质量黑洞合并的有希望的地点。在这里，我们提出的蒙特卡罗模拟的黑洞合并的1-D AGN盘模型的结果。对于盘体中的自旋分布，关键发现是：（1）$χ_{\rm eff}$的分布自然地以$\tildeχ_{\rm eff} \approx 0.0$为中心，（2）$χ_{\rm eff}$分布的宽度对于低出生自旋是窄的。对于盘体质量分布，主要发现有：（3）质量比$\tilde{q} \sim 0.5-0.7$，（4）盘体最大合并质量为$\sim 100-200M_{\odot}$，（5）盘体合并的$\sim 1\%$涉及BH $>50M_{\odot}$，（6）盘体合并的$\simeq 80\%$是第一代BH对。此外，在一个迁移陷阱的合并增长IMBH与典型的合并质量比$\tilde{q}\sim 0.1$。LIGO对黑洞$>10^{2}M_{\odot}$的持续探测对活动星系核盘中迁移陷阱的存在（以及活动星系核盘的密度和结构）以及活动星系核盘的平均寿命都有很大的限制。如果活动星系核盘的寿命相对较短（$\leq 1$ Myr），那么这个通道的合并率最高，因此在哈勃时间内每个星系核可以发生多个活动星系核事件。
2020-04-06 astro-ph.GA astro-ph.HE
Shock cooling and breakout emission for optical flares associated with gravitational wave events
本文研究活动星系核盘中黑洞并合后喷流激波的突破与冷却辐射，并将其应用于与引力波事件相关的光学耀斑，发现多数耀斑可由该机制解释，并给出延迟时间、颜色演化及X射线伴随辐射等可检验预言。
2023-10-27 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Binary Black Hole Merger Rates in AGN Disks versus Nuclear Star Clusters: Loud beats Quiet
星系核是恒星起源黑洞（BH）合并的理想场所，是深势阱合并层次的一部分。研究表明，在没有吸积盘的超大质量黑洞（SMBH）周围，活动星系核（AGN）中的双星黑洞（BBH）合并率应始终高于静止星系核（核星团，NSC）中的合并率.这主要是由于活动星系核的平均二进制寿命明显短于NSC。寿命的差异来自于活动星系核中BBH的快速硬化，使得它们的半长轴小于它们的母体NSC的硬-软边界;这与SMBH周围NSC中BBH合并的大平均寿命形成对比，这是由于二元电离机制。其次，合并率在活动星系核增强气体驱动的二元形成机制。活动星系核盘中新黑洞的形成是造成速率差异的一个次要因素。通过对几个在上质量隙中至少有一个祖先的BBH的引力波探测，以及$χ_{\rm eff}$分布中动力学形成通道的特征，我们认为活动星系核可以贡献LIGO-Virgo测量的$\sim 24 \rm{Gpc}^{-3} \rm{yr}^{-1}$速率中的$\sim 25\%-80\%$。
2021-09-07 astro-ph.GA astro-ph.HE
Fast 3C 279 gamma flares by a merging medium size black hole jet aligned to the AGN one by tidal torque?
2015年6月的3C 279变异耀斑非常令人困惑。它的性质不可能是由于任何NS合并，也不可能是一个中等大小（一亿太阳质量）的BH坍缩。我们的初步模型是基于长寿命（三分之一年）合并的中等大小的BH（数百太阳质量）喷流螺旋向最大的AGN之一，（十亿太阳质量），这是由潮汐扭矩拖动中小尺寸BH喷流沿主AGN 3C 279之一。潮汐扭矩使两股气流都对准了地球。这对重叠的耀变体可能同时提供了一个长尺度和一个短尺度的变化，这与费米令人惊讶的发现一致。
2017-01-22 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Optical and UV Flares from Binary Black Hole Mergers in Active Galactic Nuclei
本研究提出活动星系核盘内双黑洞并合残骸驱动热耀发的光变曲线模型，预测光学和紫外波段可观测耀发，为引力波事件提供电磁对应体识别与多信使约束。
2025-03-26 astro-ph.GA astro-ph.HE
What Determines the Maximum Mass of AGN-assisted Black Hole Mergers?
针对引力波探测到的大质量黑洞并合起源问题，本研究通过含27个参数的半解析模型分析AGN盘内黑洞并合的最大质量，发现盘寿命是核心决定因素，且联合电磁观测可直接测量AGN盘年龄。
2025-10-02 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
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
AGN as Potential Factories for Eccentric Black Hole Mergers
有一些微弱的证据表明，名为GW 190521的合并黑洞具有非零偏心率。此外，组成黑洞的质量超过了恒星演化预测的极限。巨大的质量可以用连续的合并来解释，这在围绕活动星系核（AGN）的气体盘中可能是有效的，但是很难在合并的整个过程中保持偏心轨道，因为基础物理学会争论圆化。在这里，我们表明，活动星系核磁盘环境可能会导致过度的偏心合并，如果单和双黑洞之间的相互作用是频繁的，并发生相互倾斜小于几度。我们进一步说明，这个偏心人口有一个不同的分布之间的倾斜度的自旋矢量的黑洞和它们的轨道角动量在合并，称为自旋轨道倾斜，相比其余的圆形合并。
2022-04-21 astro-ph.GA astro-ph.HE
Two Candidates for Dual AGN in Dwarf-Dwarf Galaxy Mergers
双重活动星系核对于理解星系合并引发的黑洞的燃料供给和结构的分级生长是重要的。最少探索的双重活动星系核类型是那些与两个矮星系合并有关的活动星系核。根据观测和宇宙学模拟，矮星系是早期宇宙中最丰富的星系类型，星系合并率主要由矮星系决定。然而，这些合并通常太遥远而无法直接观测到，并且与低红移矮-矮合并相关的对偶活动星系核是出了名的难以找到。在本文中，我们提出的第一个结果，我们的大规模搜索这种难以捉摸的类型的对象和前两个候选人的双重活动星系核在矮-矮合并。这两个物体都表现出星系合并/相互作用的潮汐特征（尾巴和桥）。其中一个天体显然处于活动星系核分离小于5 kpc的合并后期，而另一个则处于建立潮汐桥的相互作用星系的合并早期。这两个天体都有双重的发光X射线源，很可能是由于大质量黑洞的活跃吸积。此外，这两个物体都有红外对应物，颜色与AGN一致。后续的观测将使我们得以一窥控制星系生长最早阶段的关键过程，它们的中心黑洞，以及合并引起的恒星形成。
2022-11-08 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Was the soft X-ray flare in NGC 3599 due to an AGN disc instability or a delayed tidal disruption event?
我们提出了未发表的数据，从一个潮汐分裂候选人在NGC 3599，这表明该星系已经X射线明亮的测量前18个月，导致其分类。这排除了耀斑是由经典的、快速上升的、短峰的潮汐破坏事件引起的可能性。最近的相对论模拟表明，大多数破坏实际上需要数月或数年才能达到峰值，然后将维持比以前想象的更长的时间。NGC 3599可能是第一个被发现的此类事件之一。NGC 3599的光谱表明它是一个低光度的Seyfert/LINER，L_bol~10^40 ergs/s。耀斑也可以用吸积盘中的热不稳定性来解释，这种热不稳定性以声速传播通过内部区域，导致盘的尺度高度和局部吸积速率增加。这可以解释耀斑的上升时间小于9年。如果这种机制是正确的，那么耀斑可能会重复几十年的时间尺度，因为内部光盘是清空和重新填充。
2015-09-21 astro-ph.GA astro-ph.HE
SDSS J125417.98+274004.6: An X-ray Detected Minor Merger Dual AGN
利用Chandra存档数据，研究在约11:1早期次要并合中发现双AGN，其次级AGN光度相当或更高，为并合触发吸积与黑洞增长提供关键案例。
2024-01-17 astro-ph.GA astro-ph.HE
Afterglows from binary neutron star post-merger systems embedded in AGN disks
本文通过三维GRMHD模拟与半解析方法，研究AGN盘中双中子星并合后喷流驱动的余辉，发现高频（>10^14 Hz）探测更可行，且对应体可表现为亚日尺度的AGN快速光变。
2024-07-08 astro-ph.HE gr-qc
Prospects for the formation of GW231123 from the AGN channel
本文利用McFACTS代码研究AGN通道中黑洞初始质量函数对BBH并合的影响，证明GW231123可由AGN动力学通道产生，且其质量和自旋最符合第四代与第三代黑洞并合。
2025-08-19 astro-ph.HE gr-qc
