超大质量双黑洞中低粘度相对较厚扭曲盘作为 OJ 287 的潜在模型

在本文中，我们通过解析和数值方法研究了超大质量双黑洞中的扭曲吸积盘。假设盘绕质量更大的旋转分量运行，且盘环相对于轨道平面倾斜。我们使用著名耀变体 OJ 287 的进动大质量（PM）模型中常用的双星轨道参数。与我们之前对类似问题的研究不同，这里我们考虑了具有较小和相对较大相对厚度 $\delta=h/r$ 的盘，其中 $h$ 是盘在典型半径 $r$ 处的高度，以及一系列粘度参数 $\alpha$ 值，包括 $\alpha \lesssim \delta$ 的情况。与我们之前的结果类似，我们发现扭曲盘在以轨道的 Lense-Thirring 频率进动的参考系中松弛到准稳态。然而，其形状在定性上不同于我们之前工作中考虑的 $\delta=10^{-3}$ 和 $\alpha=0.1$ 情况所对应的形状。在 $\delta=10^{-3}$ 但 $\alpha \le 2\cdot 10^{-2}$ 的盘中，我们发现了在强迫频率（与次级分量的存在相关）与在进动参考系中定义的特定盘环的 Lense-Thirring 频率之间的共振附近产生扭曲螺旋波的新效应。我们提出了其解析理论，这与我们的数值结果非常吻合。这种效应导致一个轨道周期内轨道与盘多次相交，这与 PM 模型相矛盾。当 $\delta \gtrsim 0.1$ 时，双星轨道内盘的典型倾角小于轨道倾角，导致一个轨道周期内轨道与盘仅相交两次。我们认为，次级分量与盘碰撞对盘气体的额外加热可能导致 $\delta \sim 0.1$。