巨型星际碰撞后双黑洞的自转轨道错位

在稠密星系团中动态形成的双黑洞 (BBHs) 预期具有无关联自转轨道方向，因为它们是通过多次随机相互作用组装的。然而，LIGO/Virgo/KAGRA 检测到的有效自旋参数暗示了可能引入各向同性的额外物理过程。本文通过探讨恒星碰撞及碰撞碎片吸积对稠密星系团中形成的 BBHs 自旋轨道错位的影响来回答此问题。通过流体动力学模拟，我们研究了巨型恒星被 BBHs 破坏导致恒星碎片形成分别绑定于每个黑洞的吸积盘的情形。我们表明，这些吸积盘相对于初始破坏后的双星轨道平面是随机取向的，但可以通过双星在近心轨道附近的强潮汐扭矩对其进行重新取向。随着 BBHs 长时间尺度上的吸积，形成具有小但偏向正的有效自旋参数 ($\chi_{\rm eff} \lesssim 0.2$) 的 BBHs。我们的结果表明，年轻稠密星系团中的 BBHs 碰撞可能对观察到的 $\chi_{\rm eff}$ 小正值趋势有贡献，我们建议通常认为动态组装的 BBHs 应具有各向同性分布的黑洞自旋的标准假设并不总是成立的。