孤立黑洞双星中自旋进动与章动的信号特征

源自孤立大质量双星的黑洞双星（BBHs）的自旋进动由潮汐、星风、吸积、公共包层演化、诞生反冲与恒星核-包层耦合等现象的相互作用决定。在先前工作中，我们确定了参数空间中可能因诞生反冲产生大错位、并通过三种机制——潮汐、吸积或经最小核-包层耦合继承——产生高自旋幅度的 BBHs 区域。此处，我们利用五个参数探究此类 BBHs 的自旋进动，这些参数描述了轨道角动量绕总角动量进动与章动的幅度和频率，并调制引力波辐射。只要至少一个黑洞在自旋，足够强的诞生反冲通常可引发进动。章动是自旋-自旋耦合的结果，并依赖于三种自旋增强机制。潮汐同步可在对齐有效自旋与章动频率间留下明显关联，但不会产生大章动。当黑洞吸积其伴星包层的 $\gtrsim 20\%$ 时，进动频率与幅度均较大。若吸积体为沃尔夫-拉叶（WR）星，仅需少得多的吸积量（如 $\approx 2\%$）即可提供大进动频率与幅度。通过最小核-包层耦合继承高诞生 WR 自旋（其最大破裂值的 $\gtrsim 5\%$）是产生章动 BBHs 最有前景的机制，意味着引力波观测中对章动的测量或可暗示具最小核-包层耦合的孤立双星起源。