大质量黑洞双星侵入者：来自宇宙学模拟的三体系统
星系天体物理
2023-12-01 v1
摘要
大质量黑洞（MBH）双星可在星系并合后形成，但这未必会在哈勃时间内导致 MBH 双星并合。并合时标取决于 MBH 向气体与恒星背景以及引力波（GWs）损失轨道能量的效率。在这些机制低效的系统中，双星旋进时间可能足够长，以至于后续的星系并合将第三个 MBH 带入系统。本工作中，我们在 Illustris 宇宙学流体动力学模拟中识别并刻画了三体 MBH 系统的种群。我们发现三体 MBH 系统出现率可观：在基准模型中，所有双星系统的 22% 形成三体，且其中 % 涉及的双星在 前本不会并合。此外，显著的三体子集（占所有双星的 6%，或超过所有三体的四分之一）在秒差距尺度形成三体系统，此处三个黑洞最可能发生强三体相互作用。关键的是，我们发现三体出现率仅对双星旋进模型的关键参数（双星偏心率与恒星损失锥补充率）有微弱依赖。我们也未观测到宿主星系性质在双星与三体 MBH 种群间的强趋势。我们的结果展示了三体系统提高 MBH 并合率的潜力，从而增强可由脉冲星计时阵列与 LISA 探测的低频 GW 信号。
引用
@article{arxiv.2311.18228,
title = {MBH binary intruders: triple systems from cosmological simulations},
author = {Mohammad Sayeb and Laura Blecha and Luke Zoltan Kelley},
journal= {arXiv preprint arXiv:2311.18228},
year = {2023}
}