非转动等质量黑洞二体合并：从轨道包围到坠落的过渡
广义相对论与量子宇宙学
2008-11-26 v2 天体物理学
高能物理 - 理论
摘要
我们通过计算非转动、等质量黑洞二体的引力波形，研究从轨道包围到坠落在广义相对论中的过渡。我们考虑三个模拟序列，分别以准圆形轨道包围完成 1.5、2.3 和 9.6 个轨道后发生碰合。在每个序列中，保持系统的 binding energy 不变，逐步减小轨道角动量，产生越来越大的偏心率的轨道，最终导致正面碰撞。我们详细分析了能量和角动量在引力波中的辐射、不同多极分量的贡献以及残余体的最终自旋。我们发现，当轨道角动量 L=L_crit 约为 0.8M^2 时，运动从轨道包围过渡到坠落。对于 L<L_crit，辐射能量下降得非常迅速。L 约为 L_crit 的轨道产生我们最大的无量维 Kerr 参数残余体，j=J/M^2=0.724。推广最近由 Buonanno、Kidder 和 Lehner 提出的偏心率二体模型，我们推测 (1) j=0.724 是由任意非转动黑洞合并可获得的最大 Kerr 参数，以及 (2)即使二体成员是具有与轨道角动量一致且轨道高度偏心率的极端 Kerr 黑洞，也不可能违反猎户场猜想。
引用
@article{arxiv.0710.3823,
title = {Eccentric binary black-hole mergers: The transition from inspiral to plunge in general relativity},
author = {U. Sperhake and E. Berti and V. Cardoso and J. A. Gonzalez and B. Bruegmann and M. Ansorg},
journal= {arXiv preprint arXiv:0710.3823},
year = {2008}
}
备注
Added sequence of long inspirals to the study. To match published version