大质量黑洞双星的诞生

如果大质量黑洞 (BHs) 在星系中普遍存在，且星系在其宇宙组装过程中经历多次并合，那么黑洞双星应是大多数星系核球中常见但暂时的特征。观测上，活跃黑洞对的匮乏表明双星寿命远短于哈勃时间，这意味着黑洞迅速旋进至引力波导致其并合的区域。在此，我们回顾了一系列关于富气体星系并合中大质量黑洞动力学的研究，这些研究强调了冷气体成分在促进黑洞双星快速形成中的关键作用。研究发现，黑洞双星位于一个巨大的自引力核盘中心，该核盘由母星系中两个气体盘碰撞形成。在这个大尺度盘中，针对气体的引力力矩导致的硬化过程可持续至亚秒差距尺度。偏心率随时间减小至零，当双星变为圆轨道时，吸积过程开始在两个黑洞周围发生。此时，每个黑洞都拥有一个小型 (< 0.01 pc) 吸积盘，其质量约为黑洞质量的百分之几。预计双活动星系核 (AGN) 活动将在小于 1 Myr 的估计时标内发生。可能出现的两个核区点源典型的间距小于 10 pc，且很可能嵌入在仍在进行的星暴之中。我们指出，在气体环境中，双星停滞的潜在威胁可能来自黑洞的辐射和/或机械能量注入。只有短寿命或亚爱丁顿吸积事件才能保证双星周围存在致密冷气体结构，从而确保持续的黑洞旋进。