双星因引力电磁效应在超大质量黑洞附近游荡

极端质量比旋进（EMRI）是星载引力波（GW）探测器的重要源。此类源通常由恒星级黑洞（BH）与 Kerr 超大质量黑洞（SMBH）组成，但近期天体物理模型预言小天体也可能是恒星级双星黑洞（BBH）。到达 SMBH 数个引力半径处的 BBH 会在波形中诱发丰富的可观测特征，但当前数值工具不足以在捕捉基本相对论效应的同时模拟此类三体系统。此处我们通过研究随 BBH 自由下落的参考系中的动力学解决了该问题。由于 BBH 通常非相对论且远小于 Kerr 背景的曲率半径，自由下落系中的演化本质上退化为牛顿动力学，仅受弯曲背景诱导的微扰性引力电磁（GEM）力修正。我们利用该方法研究绕 SMBH 近圆轨道的 BBH，并追踪其演化至距 SMBH $2-3$ 个引力半径处。我们的模拟揭示了先前使用常规方法的研究所未显示的一系列动力学效应。最显著的是 BBH 相对于 SMBH 的径向振荡与方位角漂移。这些结果为含 BBH 的 EMRI 的演化与探测提供了新见解。