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盘诱导的双星进动:对黑洞双星动力学与多信使观测的影响

高能天体物理现象 2024-04-10 v2 星系天体物理

摘要

许多研究最近记录了从薄环双星盘吸积的偏心双星的轨道响应,表征了双星半长轴和偏心率的变化。我们将这些计算扩展到包括由环双星盘引起的双星近日点经度进动,并针对等质量分量连续表征了这种进动随双星偏心率 ebe_b 的变化。当 eb0.4e_b \lesssim 0.4 时,这种盘诱导的拱点进动为正向,且对双星偏心率的依赖较弱;当 eb0.4e_b \gtrsim 0.4 时,其近似线性下降;然而在所有 ebe_b 下,双星进动均比半长轴和偏心率的变化率快一个数量级。我们估计,这种进动效应可能对于质量 107M\lesssim 10^7 M_\odot 且分离小于秒差距的双星(如 LISA 前身)最为重要。我们发现,吸积的等质量 LISA 双星中 M<106MM < 10^6 M_\odot 的(以及质量最大达 M107MM \sim 10^7 M_\odot 且红移可达 z3z \sim 3 的双星)可能会因盘诱导的进动而获得可探测的相位偏移。此外,盘诱导的进动可以与真空中的广义相对论进动相竞争,使其对于依赖于观测者的吸积大质量双星电磁搜索——如多普勒增强和双星自透镜模型——变得重要,且这可能仅需几个轨道周期。

关键词

引用

@article{arxiv.2312.01805,
  title  = {Disk induced binary precession: Implications for dynamics and multi-messenger observations of black hole binaries},
  author = {Christopher Tiede and Daniel J. D'Orazio and Lorenz Zwick and Paul C. Duffell},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2312.01805},
  year   = {2024}
}

备注

16 pages and 10 figures