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离心盘:来自等质量、圆形二元系统周围气体环的演化

高能天体物理现象 2026-05-07 v2 星系天体物理

摘要

我们进行了高分辨率、基于网格的流体动力学模拟,研究气体环在等质量、圆形二元系统周围的黏性扩散形成盘的过程。我们发现,当气体相对较冷时,所有系统都会抑制二元系统上的吸积。离心二元环(CBR)在二元轨道频率 Ωb\Omega_b 以上表现出弱变率性,且主导性谱峰位于 0.1Ωb\sim0.1\Omega_b(约为 fiducial lump 频率 0.2Ωb\sim0.2\Omega_b 的一半)。CBR 的偏心率演化强烈依赖于初始环半径和气体温度,小而冷的环可达 e0.7e \simeq 0.7 的较高偏心率。冷、紧凑的环发展出近似与半径无关的偏心率轮廓,保持较大的 ee 直至超过初始气体半长轴数倍。我们发现偏心率增长偏好流体冲击机制,即由二元系统在近点处扭转的气体对洞壁施加扰动力。我们将效率较低的、中间质量(104M\sim10^4 M_\odot)黑洞二元系统视为准周期性喷发的源头,当被排斥的流体在洞壁冲击并在紫外线或软 X 射线中辐射时。我们讨论了从 CBR 演化而来的偏心盘对准星光曲线以及银河系核中的盘面对称性、时变双峰线发射的影响。如果二元系统驱动盘面线轮廓的非对称性,本研究表明,前体 CBR 必须非常紧凑。

关键词

引用

@article{arxiv.2601.00741,
  title  = {Eccentric Disks from Gaseous Rings around Equal-Mass, Circular Binaries},
  author = {Leonardo Betancourt and Andrew MacFadyen and Jonathan Zrake},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2601.00741},
  year   = {2026}
}

备注

16 pages, 9 figures