超大质量黑洞周围的动力学：极质量比例引力波源

超大质量黑洞及其周围致密恒星环境滋养着各种天体物理现象。我们关注恒星质量黑洞在超大质量黑洞周围的分布及其导致的极质量比例引力波 (EMRIs) 的形成。我们考虑了 two-body scattering 和引力波辐射的效应，推导了稳态分布，计算了 EMRIs 形成率、偏心率分布以及 EMRI-to-plunge 比率。我们的模型预测：(a) 在超大质量黑洞影响范围的外缘（约 $0.01-2$ pc 对于类似银河的星系）处的分离程度比此前估计的更强；(b) EMRI-to-plunge 比率增加，偏好 stellar-mass 黑洞稀缺的星系中的 EMRIs；(c) 在 $4\ \rm yr$ 的 LISA 任务时间内，约有 $2\times10^3$ 个可解析 EMRIs，其信噪比超过 $20$；以及 (d) 通过一个宇宙尺度的未解析 EMRIs 引起的混淆噪声，在 $1-5\ \rm mHz$ 频率范围内将 LISA 灵敏度相对于仪器噪声降低约 $2$ 倍。