并合遗迹中的双黑洞。II：自旋演化和引力反冲

利用高分辨率流体动力学模拟，我们探索了在星系核周盘（富气星系并合的遗迹）内运行的大质量双黑洞的自旋演化。黑洞从初始的偏心共转或逆转共面轨道（相对于盘的旋转）向内螺旋，并吸积携带净角动量的气体。随着黑洞质量的增长，其自旋的大小和方向因与小尺度吸积盘的引力磁耦合而改变。我们发现，黑洞自旋会失去对其初始方向的记忆，因为吸积力矩足以在短时间尺度（<1-2百万年）内使自旋与其轨道角动量对齐。自旋方向相对于轨道角动量仍存在残余偏差，对于冷盘情况，偏差水平小于10度；对于较暖的盘，小于30度。在较冷的盘中，对齐更有效，因为每个黑洞附近的吸积流具有更高的相干性，这反映了盘旋转的大尺度相干性。如果大质量黑洞在并合时保留了形成开普勒双星后设定的自旋方向，那么它们并合产生的遗迹黑洞将受到相对较小的引力反冲。从模拟的大质量双黑洞样本推断出的反冲速度分布的中位数小于70 km/s，远小于各向同性自旋分布所得到的中位数。