环双星前双黑洞系统中吸积盘外缘的塑造
高能天体物理现象
2025-05-28 v1 广义相对论与量子宇宙学
摘要
随着恒星质量黑洞合并现在可以通过其在合并阶段释放的相关引力波被探测到，双黑洞系统 (BBHs) 已成为天体物理学中一个生动的现实。尽管最近有许多研究致力于探讨黑洞被环双星盘 (CBD) 包围的 BBH 最后阶段，但这些系统在 CBD 形成之前的结构在很大程度上仍未被探索。本文旨在研究伴星黑洞的存在对主星黑洞周围吸积盘结构的潜在影响。我们对围绕主星黑洞的吸积盘进行了二维经典流体动力学模拟，同时考虑了主星黑洞和在系统质心周围作圆轨道运动的伴星黑洞所引起的所有引力效应。我们报告了在吸积盘外缘之外作圆轨道运动的伴星黑洞存在的三个主要影响：1/ 吸积盘的外半径显著减小，其与黑洞间距的比值仅与黑洞的质量比直接相关；2/ 在盘的气体密度结构中可见两条旋臂；3/ 吸积盘的外缘呈现椭圆形，这主要取决于黑洞的质量比。我们的结果表明，在环双星盘前 BBH 中围绕主星黑洞运行的吸积盘表现出由其外缘之外伴星黑洞存在所产生的引力引起的特定特征。这些与双星间距和质量比直接相关的特征，因此具有帮助搜寻和识别处于环双星盘前阶段的 BBH 的潜力。
引用
@article{arxiv.2504.07880,
title = {Sculpting the outer edge of accretion disks in pre-circumbinary binary black hole systems},
author = {Fabien Casse and Peggy Varniere and Léna Arthur and Fabrice Dodu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.07880},
year = {2025}
}
备注
Accepted for publication in A&A (10 pages, 8 figures)