旋转星系核中大质量黑洞双星的演化：对引力波探测的启示

我们计算了星系核中超大质量双黑洞 (SBHs) 产生的各向同性引力波 (GW) 背景。在我们的模型中，大质量双星早期通过引力弹弓效应与邻近恒星相互作用而演化，后期则通过引力波辐射演化。我们关于“恒星”阶段双星硬化速率的表达式取自 Vasiliev 等人近期的研究，他们表明，在预期通过并合形成的非轴对称星系中，恒星以足够高的速率被供应到中心，以确保双星在十亿年时间尺度上并合。我们还首次纳入了与双星轨道平面演化相关的额外自由度；在旋转的星系核中，与恒星的相互作用导致大质量双星的取向和偏心率协同变化，在某些情况下导致在双星进入引力波主导阶段之前达到非常高的偏心率 (e>0.9)。我们认为，以往的研究高估了超大质量黑洞质量与星系核球质量的平均比值，高估因子为 2 到 3 倍。在当前脉冲星计时阵列 (PTAs) 可及的频率范围内，我们的假设意味着特征应变相比多数近期研究计算的值减小了 2 到 3 倍，从而消除了当前模型预测与引力波未探测结果之间存在的矛盾。