吸积、喷流与合并后反冲：超大质量双黑洞的演化

我们报告了首个捕捉超大质量双黑洞（SMBBH）在不对齐自转状态下，从后期轨道包围、合并及随后反冲过程的完整、自洽演化的三维广义相对论磁性流体动力学（GRMHD）模拟。该完整数值模拟跟踪了最终40个轨道的合并过程，以及初始165个轨道的圆盘演化至平衡状态。我们发现，随着喷流从包围每个黑洞的微型圆盘中被发射，喷流在靠近单个黑洞的区域倾向于指向黑洞自转方向，但在更大的距离处与双黑洞总角动量方向对齐。合并后，剩余黑洞接收到的反冲冲量超过1000 km/s。惊人的是，它保留了其引力束缚的圆盘，仿佛被从星系核中弹出。此外，由反冲剩余黑洞发射的喷流在后期合并后仍保持其大尺度方向。我们证明，绝大多数辐射来自靠近黑洞的局部区域，表明在合并后，围绕反冲剩余黑洞的吸积盘将是最显眼的特征，足以被现代望远镜检测到（对于LISA源而言，持续数小时即可观测）。这些发现为SMBH在活跃星系核（AGN）中的反冲提供了直接的、从原理模型，为当前及未来的观测工作提供了全面的理论依据。