AGN 盘中非圆形黑洞合并的自转轨道错位

活跃星系核 (AGN) 的盘为 stellar-mass 黑洞 (BH) 提供了自然环境，使其可动态配对、发生多次相互作用并最终合并。在此背景下，认为气体吸积会高效地为盘中嵌入的黑洞供能并使嵌入的二元系统的轨道与盘平面对齐，从而导致合并时有效自旋参数 ($\chi_{\mathrm{eff}}$) 具有偏好的正值。这一预测曾动机使用 $\chi_{\mathrm{eff}}$ 作为诊断工具，识别 LIGO-Virgo-KAGRA 引力波目录中 AGN 嵌入式合并候选对象。本文我们对 nearly planar 二元-单体遭遇进行 post-Newtonian N 体模拟，并应用经验性的、由气体驱动的对齐方案，以描述 AGN 嵌入式合并的 $\chi_{\mathrm{eff}}$-离心率相关性。通过比较对齐和引力波惊喜时间尺度，我们识别出跨盘位置和二元属性的参数组合中，哪些区域可以实现完整的盘-自旋-轨道对齐，哪些区域则不能。我们发现，准圆形二元系统通常在合并时会实现对齐，支持标准的自旋轨道对齐图景。相比之下，离心二元系统（以 in-band 离心率 $e_{10\mathrm{Hz}}\gtrsim 0.1$ 为准）因惊喜过快，气体扭矩无法发挥作用，从而保留合并后遭遇的自旋轨道错位，若盘密度和扭矩效率适中，则导致 $\chi_{\mathrm{eff}}$ 分布更均匀。这种相互作用自然地在 AGN 盘中建立了二元离心率与 $\chi_{\mathrm{eff}}$ 的相关性，为 AGN 通道提供了新的关键观测量，并可能解释大质量事件如 GW190521 和 GW231123。