盘状星系并合中LISA大质量黑洞双星的动力学演化与并合时标

激光干涉空间天线（LISA）将探测质量低于$10^7$~M$_{\odot}$的并合超大质量黑洞（BH）的引力波（GW）信号。因此，理解这些相对较轻的中央黑洞（通常位于盘主导星系中）的轨道动力学以产生可靠的并合率预测至关重要。为此，通过结合光滑粒子流体动力学和直接$N$体代码，进行了探测不等质量盘星系并合中黑洞动力学直至并超越双星硬化阶段的真实模拟。星系的结构性质和轨道选择为与星系形成模拟结果一致。恒星和暗物质分布在并合遗迹中央100 pc内为三轴。在所有情况下，黑洞双星形成并在至多100~Myr时标内硬化，根据特征密度和轨道偏心率在另外几百Myr时标内并合。总体而言，在两星系并合完成后，黑洞双星的沉陷耗时不超过$\sim$0.5~Gyr，但对于极俯冲轨道可能快得多。与先前在$z \sim 3$追踪大质量早型星系中黑洞衰变的数值模拟相比，我们确认尽管宿主星系结构多样，特征密度仍是决定总体黑洞并合时标的最关键参数。我们的结果为LISA事件中并合黑洞率的稳健预测奠定了基础。