自引力气体盘环绕的亚秒差距大质量黑洞双星的极限偏心率
宇宙学与河外天体物理
2015-05-27 v2
摘要
我们利用SPH程序Gadget-2，研究了嵌入环双星气体盘中的超大质量黑洞双星的动力学。该亚秒差距双星（总质量M，质量比q=1/3）已清出一个间隙，并将其角动量转移给自引力盘（M_disc=0.2 M）。我们通过模拟一系列仅在初始偏心率e_0上有所不同的双星模型，探究了双星偏心率e的变化。在初始低偏心率双星中，偏心率随时间增加；而在高偏心率双星中，e则下降，这表明存在一个极限偏心率e_crit，其值落在区间[0.6, 0.8]内。我们还对此饱和极限给出了解析解释。e_crit存在的一个重要结果是，计划中的引力波探测器LISA可以探测到显著的残余偏心率e_LISA。研究发现，在进入LISA频域的时刻，e_LISA ~ 10^{-3}-10^{-2}，这是其先前与大质量环双星盘耦合的特征。我们还观察到跨越间隙的大规模周期性流入，其时间尺度为双星和盘的动力学时标，而非粘滞时标。这些吸积率的周期性变化（幅度高达约100%，取决于双星偏心率）可被视为偏心亚秒差距双星在环双星盘内迁移的指纹。
引用
@article{arxiv.1104.3868,
title = {Limiting eccentricity of sub-parsec massive black hole binaries surrounded by self-gravitating gas discs},
author = {Constanze Roedig and Massimo Dotti and Alberto Sesana and Jorge Cuadra and Monica Colpi},
journal= {arXiv preprint arXiv:1104.3868},
year = {2015}
}
备注
10 pages, 7 figures, accepted for publication in MNRAS