旋转超大质量黑洞周围双星系统的混沌 von Zeipel-Lidov-Kozai 振荡
广义相对论与量子宇宙学
2023-10-04 v2
摘要
本文研究绕旋转超大质量黑洞运行的双星系统的动力学。我们的方法采用 Fermi-Walker 输运构造局部惯性参考系，并建立一个牛顿双星系统。我们考虑一个位于 Kerr 黑洞周围、沿圆测地线运动的观测者场景，从而导出支配该双星系统的运动方程。为消去双星质心（CM）与其相对坐标间的相互作用项，我们为观测者引入一小加速度。这一调整使质心近乎沿观测者轨道运动，偏离圆测地线。此处我们首先阐明等级三重系统中的稳定性条件。随后讨论 von Zeipel-Lidov-Kozai（vZLK）振荡现象，该现象在双星系统致密且初始倾角超过临界角时显现。在硬双星系统中，这些振荡呈规则行为；而在软双星系统中，它们表现出混沌特征，以不规则周期与振幅为特征，但仍保持稳定。此外，我们在大初始倾角情形下观测到轨道翻转。至于质心的运动，我们观测到其对纯圆轨道的偏离转变为稳定但混沌的振荡，其特征为微小振幅变化。
引用
@article{arxiv.2309.12096,
title = {Chaotic von Zeipel-Lidov-Kozai Oscillations of Binary System around Rotating Supermassive Black Hole},
author = {Kei-ichi Maeda and Priti Gupta and Hirotada Okawa},
journal= {arXiv preprint arXiv:2309.12096},
year = {2023}
}
备注
32 pages, 18 figures. arXiv admin note: substantial text overlap with arXiv:2303.16553