阻断低偏心率 EMRI：关于史瓦西势垒的统计直接求和 N 体研究
宇宙学与河外天体物理
2015-06-12 v1 广义相对论与量子宇宙学
摘要
星系核中的致密天体被超大质量黑洞 (MBH) 捕获形成极端质量比旋进 (EMRI)，是描绘其周围时空结构的最佳途径。近期关于恒星动力学的研究表明，相空间中似乎存在一种针对低偏心率捕获的“共谋”，因为轨道角动量变化率存在的势垒导致其发生率显著下降。这种所谓的“史瓦西势垒”源于相对论进动对恒星势扭矩的影响，因此它抑制了人们原本期望通过共振弛豫增强的低偏心率 EMRI。我们利用 2,500 次直接求和 N 体模拟的统计样本，确认并量化了该势垒的存在；模拟同时采用了后牛顿近似，并首次在直接求和代码中引入了相对论轨道的测地线近似。该势垒的存在阻止了低偏心率 EMRI 接近中心 MBH，但高偏心率 EMRI（直到最近才被错误地归类为“直接坠入”）则无视该势垒的存在，因为它们由双体弛豫驱动。因此，鉴于低偏心率 EMRI 的发生率受到显著影响，我们预测类 LISA 观测站（如 eLISA）将主要探测到高偏心率 EMRI。
引用
@article{arxiv.1211.5601,
title = {Blocking low-eccentricity EMRIs: A statistical direct-summation N-body study of the Schwarzschild barrier},
author = {Patrick Brem and Pau Amaro-Seoane and Carlos F. Sopuerta},
journal= {arXiv preprint arXiv:1211.5601},
year = {2015}
}
备注
10 pages, submitted