通过光学时域观测识别巨量黑洞双星系统的光变性

吸积的巨量黑洞双星系统（MBHBs）常常显示其辐射发射的周期性变化，提供了其识别的独特特征。在本工作中，我们通过模拟LSST观测的光学变动性研究来探索MBHBs的识别。为此，我们使用L-Galaxies半分析模型生成一组MBHBs的population，聚焦于观察轨道周期≤5年的系统。这确保了在LSST的10年任务期间可以观察到至少两个完整的辐射周期。为构建模拟光学光变曲线，我们首先通过构建自洽的SED来计算MBHB在每个LSST滤波器中的平均亮度，该SED考虑到二元组的吸积历史以及盘状星体和小盘的辐射。随后，我们利用六个3D流体动力学模拟的MBHBs（具有不同偏心率和质量比）作为模板来添加变动调制。为使光变曲线更真实，我们模拟了LSST的观测模式和cadence，并包括随机变动和LSST光度误差。我们的结果显示，在每平方度上可检测到的MBHBs数量为$10^{-2}$到$10^{-1}$。这些系统主要为低红移（$z\lesssim1.5$）、巨质量（$\gtrsim10^{7}\, M_{\odot}$）、等质量（${\sim} 0.8$）、相对偏心（${\sim}0.6$），且调制周期约为$3.5$年。通过周期图分析，我们发现LSST变动性研究在高偏心率系统（$e>$0.6）上的成功率更高（>50%）。此外，在固定偏心率下，检测倾向于选择质量比更不均衡的系统。误报概率显示出类似的趋势。圆形双星系统特征为较高值（$\gtrsim 10^{-1}$），而偏心系统具有较低的FAP尾部，可降至${\sim}10^{-8}$。