AGN 盘内嵌式双黑洞合并的电磁对应物：McFACTS 项目 IV
高能天体物理现象
2026-02-05 v1
摘要
活跃星系核 (AGN) 的吸积盘是产生双黑洞 (BBH) 合并的有前景的环境，而此类合并已被 LIGO-Virgo-KAGRA (LVK) 通过引力波探测到。AGN 盘内的 BBH 合并相较于其他引力波形成通道独特之处在于：其普遍能够产生电磁 (EM) 对应物，via 合并残留物与周围吸积盘气体之间的相互作用（尽管并非所有情形都可被观察到）。尽管此类合并代表了宝贵的多信使源，但现有文献中缺乏可预测的统计模型，限制了我们在归档数据中及实时时间域调查（如 ZTF 或 LSST）中选取可能的 EM 对应物的能力。本文采用蒙特卡洛模拟代码 (\texttt{McFACTS}\footnote{https://www.github.com/mcfacts/mcfacts}) 预测与 LVK 可探测到的 AGN 盘内 BBH 合并残留物相关联的喷流与冲击的比尔度数。\texttt{McFACTS} 预测了潜在黑洞 Population 与吸积盘模型的 GW 可观测分布。本文新功能能够同时生成这些预测 GW 检测对应的比尔 EM 亮度分布。我们指出：(i) 在致密的 Sirko-Goodman 式 AGN 吸积盘中，迁移陷阱高效驱动层级 BBH 合并，产生高质量、高自转率的黑洞残留物，可跨合并代际产生可观测的 EM 对应物；(ii) 对于足够致密的吸积盘且合拍质量 的合并，若吸积盘寿命足够且初始黑洞质量函数偏向较重，则极可能产生可观测的 EM 对应物。
关键词
引用
@article{arxiv.2602.04135,
title = {McFACTS IV: Electromagnetic Counterparts to AGN Disk Embedded Binary Black Hole Mergers},
author = {Emily McPike and Rosalba Perna and K. E. Saavik Ford and Barry McKernan and Vera Delfavero and Miranda McCarthy and Kaila Nathaniel and Jake Postiglione and Nicolas Posner and Varun Pritmani and Shawn Ray and Richard O'Shaughnessy},
journal= {arXiv preprint arXiv:2602.04135},
year = {2026}
}
备注
21 pages, 12 figures, 3 tables; submitted to ApJ