反冲黑洞：探测前景与自旋排列的影响
星系天体物理
2016-01-13 v2 宇宙学与河外天体物理
摘要
超大质量黑洞（BH）并合产生强大的引力波（GW）辐射。这种辐射的不对称性会给并合后的黑洞带来反冲踢力，足以将其完全踢出其宿主星系。反冲黑洞可作为偏移的活动星系核（AGN）被观测到。已识别出若干候选体，但系统性的搜寻一直受到其可观测性巨大不确定性的阻碍。通过从 Illustris 宇宙学模拟中提取并合黑洞及其宿主星系的性质，我们建立了一个全面的反冲 AGN 模型。在此，我们首次基于宿主星系的气体丰富度模拟了黑洞自旋排列和反冲动力学的影响。我们预测，如果黑洞自旋并非高度排列，受视宁度限制的观测可以分辨出偏移 AGN，使其成为全天巡天的有希望目标。对于随机取向的自旋，在 HST-COSMOS 中可能探测到少于约 10 个空间偏移 AGN，而在 Pan-STARRS、LSST、Euclid 和 WFIRST 中可发现超过 10^3 个。在 SDSS 覆盖范围内预计有近千个速度偏移 AGN；SDSS 类星体中大宽线偏移的稀缺可能部分源于选择效应，但也表明自旋排列在抑制反冲中起作用。尽管如此，在我们最符合物理的模型中（排列仅发生在气体丰富的并合中），全天巡天应能发现数百个偏移 AGN。我们的发现强烈推动了对反冲 AGN 的专门搜寻。
引用
@article{arxiv.1508.01524,
title = {Recoiling black holes: prospects for detection and implications of spin alignment},
author = {Laura Blecha and Debora Sijacki and Luke Zoltan Kelley and Paul Torrey and Mark Vogelsberger and Dylan Nelson and Volker Springel and Gregory Snyder and Lars Hernquist},
journal= {arXiv preprint arXiv:1508.01524},
year = {2016}
}
备注
30 pages, 19 figures. Accepted to MNRAS after minor revisions