星际云黑洞合并中的四体效应

在星际云的高密度核心中，多体相互作用预计很常见，导致二进制黑洞通过相互作用被硬化。Sigurdsson与Hernquist（1993）等人已证明，仅通过三体相遇的10太阳质量黑洞不会在星际云内合并，因为反 recoil 效应会将二进制黑洞排出星际云，直到二进制紧密到足以发生合并为止。本文考虑一种新的机制，涉及四体相遇。多个作者的Numerical模拟表明，约有20-50%的二进制-二进制相遇会使一颗恒星被抛出，但留下稳定的层级三体系统。如果内二进制的轨道面与外部天体的轨道面倾斜显著，一种最早在太阳系小行星中被研究的库亚恩共振可显著增加内二进制的偏心率。我们表明，在相当大比例的情况下，偏心率被驱动到足够高的水平，使得内二进制通过引力辐射合并，而不会伴随强烈的 recoil 效应。因此，合并后的天体仍留在星际云中； depending on 二进制黑洞的二分率以及新形成的层级三体的倾角分布,此机制可能允许通过连续合并在星际云核心积累巨型黑洞。它也可能增加通过引力波探测到星际云中质量为黑洞的可能性。