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后合聚星系中超大质量黑洞对轨道倾角的演化

星系天体物理 2026-02-02 v1

摘要

星系合成后剩余星系中超大质量黑洞(SMBH)对的演化模型是动机观察搜索双活跃星系(AGN)和引力波源的必要条件。已有研究探索了 SMBH 对在动力学摩擦作用下的演化,以计算配对时间并预测 various redshift 下双-AGN 预期人口。我们构建一个三维动力学模型,研究 SMBH 对在合成星系最内层 1 千分之一区的轨道倾角相对于星系盘的影响。通过高斯-赛德尔泊松求解器初始化 81 种不同的星系配置来检验模型。针对每种星系中的 12 种不同初始倾角(范围为 0 至 75 度)进行计算,以评估倾角对配对时间的影响。初始倾角大于 20 度的轨道经常需要更长的配对时间。当倾角 45\gtrsim 45 度时,配对时间常常超过 140 亿年。对于倾角 45\lesssim 45 度的星系,更高质量的 SMBH 对和更快旋转的星系通常缩短配对时间,而相对于质量较小或旋转较慢的星系则不然。该模型表明,初始倾角 20\lesssim 20 度的 SMBH 对很可能是双-AGN 和引力波源的前体。

关键词

引用

@article{arxiv.2601.23260,
  title  = {Evolution of Supermassive Black Hole Pairs on Inclined Orbits in Post-Merger Galaxies},
  author = {Sena Ghobadi and David Ballantyne and Tamara Bogdanovic},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2601.23260},
  year   = {2026}
}

备注

17 pages, 12 figures, 2 tables, accepted for publication in ApJ