恒星与超大质量黑洞双星的引力相互作用——II. 超高速星

星系核中的超大质量黑洞(SMBHs)能够抛射超高速星(HVSs)。利用限制性三体积分,我们研究了圆形双星SMBHs抛射的恒星的性质作为其质量比 $q = M_2 / M_1$ 和间距 $a$ 的函数,重点关注恒星的速度和角分布。我们发现抛射概率是 $q$ 和 $a$ 的增函数,且平均抛射速度随 $q$ 和 $a$ 的标度关系与先前工作类似但标度常数有所修正。双星SMBHs倾向于将其最快的恒星朝双星轨道平面方向抛射。我们计算了双星SMBHs旋进过程中的抛射率,发现它们在寿命期间以 $\sim 4 \times 10^{-2} - 2 \times 10^{-1}$ yr$^{-1}$ ($q = 1$ 时, $q = 0.01$ 时为 $\sim 10^{-4} - 10^{-3}$ yr$^{-1}$)的速率抛射速度 $v_\infty > 1000$ km/s 的恒星,并能在并合时发射出 $v_\infty > 3000$ km/s 的HVSs爆发。我们将恒星分布对双星SMBH旋进进行积分,并与“Hills机制”(其中单个SMBH在潮汐分离双星系统后抛射一颗恒星)产生的分布进行比较,发现需要 $N \sim 100$ 个 $v_\infty \gtrsim 200$ km/s 的HVS速度样本才能可靠地区分双星与单SMBH起源。