超大质量双黑洞系统解析迷你盘模型电磁信号参数研究
高能天体物理现象
2024-07-08 v1
摘要
超大质量黑洞（SMBH）被认为位于大多数星系核的中心。当星系合并时，它们会形成超大质量黑洞双星（SMBHB）系统，这些中心SMBH将在后期合并，产生引力波（GW）。由于星系合并很可能发生在富含气体的环境中，SMBHB也是电磁（EM）辐射的潜在来源。电磁信号取决于气体动力学、轨道动力学和辐射过程。气体动力学由时变时空中的广义相对论磁流体动力学（MHD）控制。数值求解时变双星时空的MHD方程计算成本高昂。因此，全面探索这些系统的参数空间及其产生的电磁信号具有挑战性。我们为SMBHB系统的迷你盘开发了一个解析吸积盘模型，并使用广义相对论光线追踪代码和叠加的谐波双黑洞度规生成了图像和光变曲线。该解析模型大大减少了探索这些系统所需的时间和计算资源，同时纳入了模拟中的一些关键信息。我们对SMBHB系统进行了参数空间探索，研究了电磁信号对黑洞（BH）自旋、质量比、吸积率、视角和初始双星分离度的依赖性。此外，我们研究了常用的快光近似如何影响电磁信号，并评估了其在GRMHD模拟中的有效性。
引用
@article{arxiv.2407.04089,
title = {A Parameter Study of the Electromagnetic Signatures of an Analytical Mini-Disk Model for Supermassive Binary Black Hole Systems},
author = {Kaitlyn Porter and Scott C. Noble and Eduardo M. Gutierrez and Joaquin Pelle and Manuela Campanelli and Jeremy Schnittman and Bernard J. Kelly},
journal= {arXiv preprint arXiv:2407.04089},
year = {2024}
}