黑洞反冲的相对论性抑制
宇宙学与河外天体物理
2011-08-05 v1 广义相对论与量子宇宙学
摘要
数值相对论模拟表明，双黑洞并合产生的黑洞相对于初始双星质心的反冲速度最高可达约 4000 km/s。这挑战了大多数星系通过层级并合形成、但其中心仍保留超大质量黑洞（尽管逃逸速度远小于 v_max）的范式。与环绕双星盘的相互作用可以使双黑洞自旋与其轨道角动量对齐，从而降低后续并合中最终黑洞的反冲速度。然而，这种对齐的有效性高度依赖于双黑洞附近高度不确定的吸积流。在本快报中，我们证明，如果质量更大的双黑洞的自旋 S_1 与轨道角动量 L 即使部分对齐，亚秒差距尺度上的相对论性自旋进动也能使双黑洞自旋彼此对齐。即使在无气体的情况下，这种对齐也能显著降低反冲速度。例如，若在大间距时 S_1 与 L 的夹角为 10 度，而第二个自旋 S_2 呈各向同性分布，对于质量比为 9/11 的最大自旋黑洞，本文讨论的自旋对齐将使中值反冲速度从 864 km/s 降至 273 km/s。这种降低将大大增加保留其超大质量黑洞的星系比例。
引用
@article{arxiv.1003.4993,
title = {Relativistic Suppression of Black Hole Recoils},
author = {Michael Kesden and Ulrich Sperhake and Emanuele Berti},
journal= {arXiv preprint arXiv:1003.4993},
year = {2011}
}
备注
7 pages, 4 figures, submitted to ApJL