存在黑洞辐射反馈时的气体动力学摩擦

动力学摩擦被认为是星系合并后大质量黑洞轨道演化的主要机制，也是形成引力束缚 MBH 双星的重要通道。我们使用二维辐射流体动力学模拟，研究了在均匀密度气体中运动的 MBH 存在辐射反馈时的动力学摩擦效率。我们发现，从 MBH 吸积流最内部产生的电离辐射强烈影响动力学摩擦尾流，并在一系列物理场景中使动力学摩擦失效。在该情形下，MBH 倾向于经历正的净加速度，即它们会加速，这与无辐射反馈时气体动力学摩擦的预期相反。然而，该加速度的量级微乎其微，不应在相关物理时间尺度上显著改变 MBH 的速度。我们的结果表明，动力学摩擦的抑制在 MBH 质量谱的低质量端更为严重，再加上低质量物体通常气体拖曳效率低下，这意味着 $< 10^7$ 太阳质量的 MBH 到达合并星系中心的途径更少。这些发现为存在 MBH 辐射反馈时的动力学摩擦提供了一个次分辨率模型公式，该模型可轻松应用于大规模模拟中。