活动星系核盘中双黑洞的轨道演化：双黑洞并合的气体盘通道？

我们进行了一系列高分辨率二维流体动力学模拟，研究嵌入活动星系核（AGN）吸积盘中的等质量双黑洞（BBH），以探讨这些双星能否被周围气体驱动至并合。我们发现，为BBH采用的引力软化对该结果有深远影响。当软化小于双星间距的百分之十时，我们表明，与近期孤立等质量双星的模拟一致，顺行BBH随时间扩张而非收缩。然而最终，双星间距变得足够大，以至于中心AGN的潮汐力将它们瓦解。只有当软化相对较大时，我们才发现顺行BBH发生硬化。通过对双星力矩的详细分析，我们确定这种二分性是由于当软化占双星间距的显著比例时，绕每个黑洞的单星周盘中的螺旋结构丢失所致。正确分辨这些螺旋——既靠高分辨率也靠小软化——会产生双星角动量的显著来源。只有对于逆行BBH，无论软化如何，我们都发现一致的硬化，因为这些BBH在其单星周盘中缺乏重要的螺旋结构。这表明，逆行双星的气驱内旋可在AGN盘中产生一批处于引力波辐射区的致密BBH，其可能对观测到的BBH并合贡献很大比例。