活动星系核吸积盘中的黑洞双星 II:气体对黑洞卫星散射的影响
高能天体物理现象
2023-09-27 v1 星系天体物理
摘要
活动星系核(AGN)中的黑洞(BH)双星预期主要通过在周围气体介质中的散射遭遇形成。近期的模拟(包括我们自己的)已证实这一形成途径极为高效。我们对 AGN 吸积盘中的黑洞散射遭遇进行了三维光滑粒子流体动力学(SPH)模拟。利用一系列撞击参数,我们探究了双星俘获的必要条件,以及不同轨道轨迹如何影响来自气体的耗散效应。我们确定了一个单一的撞击参数范围,其宽度通常为 倍双星 Hill 半径(取决于 AGN 盘密度),可可靠地导致双星形成。首次遭遇的近心点是决定初始散射结果的主要变量。我们发现耗散能量与近心点深度之间存在关联幂律 ,其中 ,即更深的遭遇耗散更多能量。排除吸积物理并未显著改变这些结果。我们确定了在初始能量对撞击参数的参数空间中,散射导致双星形成的区域。基于我们的发现,我们提供了一个即用型解析判据,利用这两个遭遇前参数来确定遭遇结果,可靠率 >90%。由于该判据直接基于我们的模拟,它为预测双星散射结果提供了可靠且物理动机充分的判据,可用于 AGN 周围黑洞双星与并合的总体研究。
引用
@article{arxiv.2309.14433,
title = {Black Hole Binaries in AGN Accretion Discs II: Gas Effects on Black Hole Satellite Scatterings},
author = {Connar Rowan and Henry Whitehead and Tjarda Boekholt and Bence Kocsis and Zoltán Haiman},
journal= {arXiv preprint arXiv:2309.14433},
year = {2023}
}
备注
20 pages, 19 figures