透镜化类星体中亚秒差距大质量双黑洞的微透镜效应:光变曲线与尺度-波长关系
宇宙学与河外天体物理
2015-06-18 v1 高能天体物理现象
摘要
长期以来,人们预期许多类星体中存在亚秒差距双大质量黑洞(BBH),但观测上仍难以发现。本文提出一种通过透镜化类星体的微透镜效应来探测亚秒差距 BBH 的新方法。如果一个类星体中心存在亚秒差距 BBH,预期该 BBH 被一个环双星盘所包围,BBH 的每个成员被一个小吸积盘包围,且次成员在环双星盘与两个小盘之间打开一个间隙。基于这样的 BBH 结构,我们为一些具有典型物理参数的 BBH 类星体系统生成了模拟微透镜光变曲线。我们表明,BBH 类星体系统在红外-光学-紫外波段的光变曲线可能与对应的单一大质量黑洞(MBH)类星体系统显著不同,这主要归因于间隙的存在以及 BBH(及其关联的小盘)绕质心的转动。我们从模拟光变曲线估计了不同波长发射区的半光半径,发现 BBH 类星体系统的半光半径-波长关系在由 BBH 参数(如总质量、质量比、间距、吸积率等)决定的波长范围内,可能比单 MBH 类星体系统平坦得多。这种差异主要源于间隙的存在。BBH 类星体系统在光变曲线和半光半径-波长关系上的这些独特特征,可用于从当前和未来巡天(包括全景巡天望远镜和快速反应系统 Pan-STARRS、大型综合巡天望远镜 LSST 和 Euclid)将发现的大量透镜化类星体中筛选和探测亚秒差距 BBH。
引用
@article{arxiv.1402.2504,
title = {Microlensing of Sub-parsec Massive Binary Black Holes in Lensed QSOs: Light Curves and Size-Wavelength Relation},
author = {Chang-Shuo Yan and Youjun Lu and Qingjuan Yu and Shude Mao and Joachim Wambsganss},
journal= {arXiv preprint arXiv:1402.2504},
year = {2015}
}
备注
18 pages, 17 figures, accepted for publication in the Astrophysical Journal