气体辅助超大质量黑洞双星合并中的吸积与轨道旋进

许多星系的中心预计会容纳双星超大质量黑洞（SMBHs）。它们与周围气体的相互作用导致吸积以及通过潮汐力矩进行角动量交换，从而促进双星旋进。在此，我们探究这两个过程之间非平凡的耦合，并分析外部供给的环双星盘的整体性质如何依赖于双星吸积率。通过将我们的结果表述为内部应力驱动的角动量通量，我们提出了一种对可能的整体盘结构的非常简单的分类，其不同于标准的常数 $\dot M$ 吸积盘解。双星潮汐对吸积的抑制导致内盘显著的质量积累，加速了双星旋进。我们表明，一旦被黏性传递的潮汐力矩强烈扰动的盘区域超过双星半长轴，该双星便可在小于其质量倍增时间内因吸积而合并。因此，与恒星散射驱动的旋进不同，即使双星嵌入在质量相对较低的盘（低于其自身质量）中，气体辅助并合也能发生。这对于解决SMBH双星的“最后秒差距”问题以及理解宇宙中强大的引力波源非常重要。我们认为，近期一些模拟中发现的双星对吸积的增强不能持久，且不应影响长期的轨道旋进。我们还回顾了现有的SMBH双星-盘耦合模拟，并提出了一种特别适合验证我们理论预测的数值设置。