接近合并的超大质量双黑洞吸积的准周期性

在本文中，我们继续Bowen等人2018年报道的关于超大规模双黑洞（SMBBH）接近合并时磁化小盘与环双星吸积耦合的首次研究。我们将模拟从3个双星轨道周期扩展到12个。我们发现相对论性SMBBH吸积充当了一个共振腔，其中准周期振荡与黑洞轨道相位匹配环双星吸积盘中非线性m=1密度特征（或“团块”）的频率相关联，并渗透整个系统。每个黑洞周围小盘的质量吸积率以双星频率与团块平均轨道频率之间的拍频调制，即Ω_beat = Ω_bin - Ω_lump，而等质量双星的总质量吸积率以两个不同频率调制：≥ Ω_lump 和 ≈ 2 Ω_beat。团块本身的瞬时旋转速率也以接近总吸积率调制频率的两个频率调制：Ω_lump 和 2 Ω_beat。由于接近合并的SMBBH中小盘的紧凑性质，小盘内的流入时间与其质量供应变化的周期相当，因此它们的质量——以及它们提供给黑洞的吸积率——在同一频率上被强烈调制。本质上，环双星盘的方位对称性被双星附近轨道的动力学打破，这种m=1不对称性随后驱动整个系统的准周期变化，包括吸积和盘供料。在接近合并的SMBBH中，这种时间变异性可能会在其电磁辐射中引入独特且日益快速的波动。