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层级三体系统中磁性潮汐耦合的可观测特征

广义相对论与量子宇宙学 2025-11-24 v2 星系天体物理 高能物理 - 理论

摘要

我们研究由紧凑二元绕超大质量黑洞(SMBH)轨道的层级三体系统,聚焦于相对论磁性潮汐相互作用的作用。延续此前对预cession 共振的分析,本文将其扩展至 0.5 后牛顿阶(0.5 post-Newtonian order),并纳入四极形磁潮汐矩(quadrupolar magnetic tidal moments),此类矩在牛顿级别中不存在。我们发现,磁性潮汐引入了在低阶中不存在的新型共振,导致额外的离心率激励,显著修改二元的长期演化。拉格朗日行星方程的数值解确认了这些解析预测,揭示了共振强度随轨道离心率和倾角的依赖。所得动力学加速了二体的合并过程,并在引力波中留下独特的特征,可能被 LISA 探测到。我们的发现将磁性潮汐耦合确定为一种新型强引力效应,确立了其在 SMBH 附近紧凑物体二元的共振动力学中的重要性。

关键词

引用

@article{arxiv.2510.24897,
  title  = {Observable signature of magnetic tidal coupling in hierarchical triple systems},
  author = {Marta Cocco and Gianluca Grignani and Troels Harmark and Marta Orselli and Davide Panella and Daniele Pica},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2510.24897},
  year   = {2025}
}

备注

21 pages, 5 figures. Replacement with minor changes to the text