极端质量比旋进中伴随轴子云的双星系统演化
广义相对论与量子宇宙学
2023-05-24 v2 宇宙学与河外天体物理
高能物理 - 唯象学
高能物理 - 理论
摘要
旋转黑洞（BH）的超辐射不稳定性导致形成由超轻玻色子（如轴子）组成的云。当带云的黑洞属于双星系统且处于旋进轨道时，可发生轴子束缚态之间的共振跃迁。我们研究了伴随由增长最快模式构成的云的双星系统的演化历史，及其对观测特征的影响，特别是对于小质量比情形。在此情形下，具有极小共振频率的超精细共振是相关的。因此，由于时间长尺度，我们应考虑轴子在跃迁目标模式中的衰变过程、对轨道运动及中心黑洞的反作用，以及来自云的引力辐射。我们给出了考察共振附近系统演化的公式及用于分析的有用表达式。结果我们发现，共振后可能残留的云质量至多约为中心黑洞的 。最大残留云质量在双星质量比 时达到。此外，我们表明共振跃迁几乎不改变黑洞质量与自旋分布，而双星穿过共振时伴生的引力波频率演化修正可作为云存在的特征。
引用
@article{arxiv.2301.13213,
title = {Evolution of binary systems accompanying axion clouds in extreme mass ratio inspirals},
author = {Takuya Takahashi and Hidetoshi Omiya and Takahiro Tanaka},
journal= {arXiv preprint arXiv:2301.13213},
year = {2023}
}
备注
15 pages, 13 figures, 1 table