寻根溯源：E1821+643 中超大质量黑洞候选体的前身双黑洞系统

由于引力波的各向异性发射，双黑洞并合的遗迹可获得高达 5,000\text{ km s^{-1}} 的反冲踢速度。E1821+643 是一个相对于其宿主星系沿视线方向以 \sim 2,100\text{ km s^{-1}} 运动的反冲超大质量黑洞。这表明其反冲踢约为 \sim 2,240\text{ km s^{-1}}。如此强的踢力足以将 E1821+643 从其 $M_\text{gal}\sim 2 \times 10^{12}\text{ M}_{\odot}$ 的宿主星系中弹出。在本工作中，我们探讨如下问题：形成 E1821+643 的前身双黑洞系统可能具有哪些性质？利用天体物理动机的先验，我们推断 E1821+643 很可能由质量分别为 $m_1\sim 1.9^{+5.0}_{-3.8}\times 10^{9}\text{ M}_{\odot}$、$m_2\sim 8.1^{+3.9}_{-3.2} \times 10^{8}\text{ M}_{\odot}$（90% 可信区间）的双黑洞系统形成。该双星中的黑洞可能自旋很快，无量纲自旋大小为 ${\chi}_1 = 0.87^{+0.11}_{-0.26}$、${\chi}_2 = 0.77^{+0.19}_{-0.37}$。如此高的反冲速度对于自旋与轨道角动量轴对齐的情况是不可能的。这表明 E1821+643 是在热气体中并合的，热气体被认为提供了一种环境，其中吸积导致的自旋对齐相对于并合时标进行得较慢。我们推断 E1821+643 可能以无量纲自旋 ${\chi} = 0.92\pm0.04$ 快速旋转。一个 $2.6 \times 10^9 \text{ M}_{\odot}$ 的黑洞以 v\sim 2,240\text{ km s^{-1}} 从富气体环境中反冲，很可能作为活动星系核持续约 $\sim 860$ Myr，在此期间它穿越约 $\sim 2$ Mpc。