双黑洞并合后盘状空洞的填充:瞬态吸积余辉
高能天体物理现象
2010-04-06 v1 宇宙学与河外天体物理
广义相对论与量子宇宙学
摘要
来自双黑洞的潮汐力矩会清空任何环绕双星的气体吸积盘的中心区域。潮汐力矩与粘滞之间的平衡将盘的内边缘维持在半径r ~ 1.5a -- 2a处,其中a是双星的半长轴。最终,旋进的双星与盘解耦并并合,在环绕并合后黑洞的盘中留下一个中心空洞(“甜甜圈洞”)。我们提出了一个简单的、含时牛顿计算,该计算追踪了盘在填充空洞直至黑洞最内稳定圆轨道,然后弛豫到稳态平衡的长期(粘滞)演化过程。我们利用我们的模型计算了这一瞬态吸积阶段发射的电磁辐射(“余辉”)谱。观测总电磁通量的时间增加以及随着甜甜圈洞被填充而发生的谱硬化,可能有助于确认由引力波干涉仪探测到的双黑洞并合事件。我们展示了,如果在解耦前吸积率并非远低于爱丁顿极限,那么初始空洞的存在本身如何导致在这一长期阶段出现超爱丁顿吸积。我们的模型虽然高度理想化,但可能有助于确定表征这一瞬态过程的一些关键参数、热辐射特征和标度关系。它可以作为未来广义相对论辐射磁流体动力学模拟设计和校准的指南。
引用
@article{arxiv.0912.2345,
title = {Filling the disk hollow following binary black hole merger: The transient accretion afterglow},
author = {Stuart L. Shapiro},
journal= {arXiv preprint arXiv:0912.2345},
year = {2010}
}
备注
9 pages, 5 figures; submitted to PRD