活动星系核中双大质量黑洞的质量函数
摘要
如果活动星系核(AGN)的活动主要由大质量星系并合引发，那么相当一部分AGN的中心应存在双大质量黑洞。我们基于观测到的AGN黑洞质量函数以及双大质量黑洞与大规模共转盘相互作用的演化理论，在大质量黑洞与其宿主星系共同演化的框架下，研究了邻近AGN中双大质量黑洞的质量函数。假设共转盘是稳态、轴对称、几何薄、自调节、自引力但不碎裂的，其吸积率为爱丁顿吸积率的一部分，通常为爱丁顿值的十分之一。对于等质量黑洞，轨道衰减的时间尺度估计为~10^8年，该时间尺度与黑洞质量、半长轴和黏滞参数无关，但依赖于黑洞质量比、爱丁顿比和质量-能量转换效率。这使得任何双大质量黑洞都能通过双星-盘相互作用在哈勃时间内并合。我们发现，在邻近AGN总数中，等质量比的双星占(1.8±0.6%)，十分之一质量比的双星占(1.6±0.4%)，其中心存在轨道周期小于十年的密近双大质量黑洞，可通过正在运行的高灵敏度X射线监测器（如全天X射线图像监测器和/或Swift/爆发警报望远镜）探测。假设所有双大质量黑洞具有等质量比，则约20%的黑洞质量为10^{6.5-7}太阳质量的AGN拥有密近双星，从而提供了探测它们的最佳机会。
引用
@article{arxiv.1001.3612,
title = {Mass Function of Binary Massive Black Holes in Active Galactic Nuclei},
author = {Kimitake Hayasaki and Yoshihiro Ueda and Naoki Isobe},
journal= {arXiv preprint arXiv:1001.3612},
year = {2015}
}
备注
22 pages, 11 figures, accepted for publication in PASJ. The draft was significantly revised. The major differences from the previous version are as follows: (1)The circumbinary disk is assumed to be a steady, axisymmetric, geometrically thin, self-gravitating, self-regulated but non-fragmenting. (2)The stellar scattering process is taken account of in the merging process of binary black holes