高红移团块星系中的超大质量黑洞对：延迟的双星形成与同步质量增长

在 $z \sim 1-3$ 的大质量富气体星系盘中，存在典型重子质量在 $10^7-10^8$~M$_{\odot}$ 范围内的巨型恒星形成团块，它们会影响超大质量黑洞 (BH) 对的轨道衰变与同步增长。利用一组承载一对质量不等 BH 的孤立团块星系的高分辨率模拟，我们研究了在轨道衰变早期阶段，巨型团块与 BH 对在 kpc 尺度上的相互作用。我们发现，与巨型团块的相互作用以及 BH 反馈对盘冷气体层的加热，都倾向于显著延迟次黑洞的轨道衰变，其在许多情况下被抛出，随后在 1--2 kpc 的间距附近徘徊整整一个 Gyr。在包层中，动力学摩擦微弱且无从盘扭矩的贡献：一旦次黑洞的轨道在盘中平面圆化，这些（指盘扭矩等）才导致最快的衰变。在偏心率更大的模拟中延迟更强，尽管存在一些例外。我们还表明，即使在具有非常零星瞬态团块形成的盘中，强螺旋模式也会影响偏心轨道上 BH 的衰变时标。我们总结道，与先前观点相反，富气体背景未必有利于 BH 的快速衰变与双星形成，这促使开展更广泛的研究，旨在为正在进行和未来的引力波搜寻（如脉冲星计时阵列和未来演进的激光干涉空间天线）校准事件率预测。