非球形星系核中超大质量黑洞双星与潮汐破坏率的演化
星系天体物理
2019-01-30 v1
摘要
双星超大质量黑洞(SMBH)预期在星系并合过程中自然形成。在动力学摩擦阶段之后,当两个 SMBH 彼此引力束缚,并经历短暂的初始快速硬化阶段,轨道由于与进入双星损失锥的恒星发生三体相互作用而逐渐持续收缩。使用恒星动力学蒙特卡洛代码 Raga,我们探讨了在此缓慢阶段中双星 SMBH 与核星团的共演化,针对多种参数组合(星团几何、主/次 SMBH 质量、初始偏心率、是否包含恒星俘获/潮汐破坏)。我们将含双星星系核中的恒星俘获率与含单个 SMBH 的星系进行比较。在早期,双星 SMBH 情形下的速率显著更高,但随后降至较低水平。仅在三轴系统中,双星硬化率与俘获率在整个演化期间都保持足够高。我们发现硬化率不受恒星俘获影响,也不依赖于偏心率;然而,当黑洞质量差更大时硬化率更高。我们确认双星偏心率趋于增长,这可能因引力波辐射更早开始而显著缩短并合时间。我们还探讨了进入损失锥的轨道性质,并证明在三轴情形下损失锥始终保持部分充满,而在轴对称情形下则显著耗尽。最后,我们研究了抛射的超高速星分布及宿主双星星系中心区域的相应质量亏损,并指出缺失质量在观测上难以量化。
引用
@article{arxiv.1901.04508,
title = {Evolution of supermassive black hole binaries and tidal disruption rates in nonspherical galactic nuclei},
author = {Kirill Lezhnin and Eugene Vasiliev},
journal= {arXiv preprint arXiv:1901.04508},
year = {2019}
}
备注
15 pages, 11 figures. Accepted by MNRAS