大质量黑洞周围的恒星动力学 III：轴对称盘的共振弛豫
星系天体物理
2016-12-21 v1
摘要
我们研究环绕更大质量黑洞（MBH）的轴对称低质量（或开普勒）恒星盘的共振弛豫（RR）。我们近期关于RR一般动理学理论的工作以标准方式简化，忽略“引力极化”效应，并应用于零厚度、平坦、轴对称盘。恒星轨道的尾迹用与其他轨道交换的角动量表示，并用于推导在自引力、MBH的1 PN与1.5 PN相对论效应以及任意外部轴对称势共同作用下RR的动力学方程。这是恒星分布函数（DF）的福克-普朗克方程，其中扩散系数自洽地由恒星轨道对之间的拱点共振贡献给出。研究了两种主要感兴趣情形的物理动理学。（1）“无损耗”盘，其中MBH不是恒星的汇，盘质量、角动量和能量守恒：我们证明一般H函数可在RR期间增加或减少，但玻尔兹曼熵（本质上）唯一地为时间的非递减函数。因此长期热平衡是最大熵态，具有玻尔兹曼形式的DF；计算了平衡时的双环相关函数。（2）通过“空损失锥”向MBH损失恒星的盘：我们推导了MBH对质量、角动量和能量的吸积率表达式，用损失锥边界处的扩散通量表示。
引用
@article{arxiv.1602.05763,
title = {Stellar Dynamics around a Massive Black Hole III: Resonant Relaxation of Axisymmetric Discs},
author = {S. Sridhar and Jihad R. Touma},
journal= {arXiv preprint arXiv:1602.05763},
year = {2016}
}
备注
Submitted to MNRAS; 28 preprint pages, 3 figures