超大质量黑洞双星周围环双星盘的结构与演化
星系天体物理
2015-06-05 v2
摘要
人们普遍认为，星系中心的超大质量黑洞(SMBH)双星周围的气体盘可以促进双星合并，并在电磁波和引力波领域产生观测信号。我们通过将粘性盘演化的标准方程重新表述为粘性角动量通量F_J的形式，探索了环双星盘的一般性质。在稳态下，F_J是比角动量的线性函数，这是标准常数\dot M盘解的推广（但不等价）。如果中心双星产生的扭矩能有效阻止气体流入并打开盘中的间隙（或空腔），则环双星盘的内区可以近似为常数F_J盘。我们计算了与SMBH双星相关的不同物理状态下此类盘的性质，并利用这些结果理解从10^{-4}-10^{-2} pc间距开始的SMBH对的气体辅助演化。我们发现以下结果：(1) 盘内边缘物质的堆积导致作用在双星上的扭矩持续增长，与引力波驱动的衰减相比，可以大大加速其轨道演化。(2) 双星上的扭矩是非局域决定的，通常不反映双星附近盘的性质。(3) 双星演化取决于盘演化的历史。(4) 即使在双星演化后期以亚爱丁顿速率吸积，爱丁顿极限在环双星盘中也可能很重要。(5) 在双星扭矩作用下自洽演化的环双星盘辐射出更多功率，其光谱与常数\dot M盘的光谱不同——更陡（\nu F_\nu\propto \nu^{12/7}）且延伸到更短波长，有利于其探测。
引用
@article{arxiv.1205.5017,
title = {Structure and evolution of circumbinary disks around supermassive black hole (SMBH) binaries},
author = {Roman R. Rafikov},
journal= {arXiv preprint arXiv:1205.5017},
year = {2015}
}
备注
Discussion of overflow across the orbit of the secondary added in section 5.2.6. 23 pages, 10 figures, submitted to ApJ