吸积恒星级黑洞的并合

我们展示关于吸积恒星级黑洞(BHs)并合的后牛顿$N$体模拟，其中考虑了诸如近心点进动和引力波(GW)辐射等广义相对论效应。注意力集中在动力学摩擦和环境气体的Hoyle-Lyttleton质量吸积的影响上。我们考虑一个由十个初始质量$30~M_\odot$的BH组成的系统。结果，我们表明吸积恒星级BH的并合分为四类：气体阻力驱动、相互作用驱动、三体驱动或吸积驱动并合。我们发现即使吸积率约为10倍爱丁顿吸积率，BH并合在显著质量吸积之前就会发生，然后所有BH可以并合为一个重BH。使用大范围参数的模拟结果，我们推导出临界吸积率($\dot{m}_{\rm c}$)，低于该值BH增长通过并合更快被促进。此外，发现GW辐射的反冲效应可以降低$\dot{m}_{\rm c}$，特别是在气体数密度高于$10^8~{\rm cm}^{-3}$时，并增加并合BH的逃逸概率。最近，引力波事件GW150914作为$\sim 30~M_\odot$ BH双星并合的结果已被探测到(Abbott et al. 2016)。基于本模拟，GW150914中的BH并合很可能是由三体交会驱动，伴随几$M_\odot$的气体吸积，处于如致密星际云或星系核的高密度环境中。