气体与恒星在超大质量黑洞双星演化中的竞争效应

超大质量黑洞双星预计在宇宙结构等级成团过程中形成，并将是现有及未来引力波（GW）实验可探测的低频引力波最响亮源。在进入引力波驱动阶段之前，它们的演化由与周围恒星和气体的相互作用驱动。虽然恒星相互作用总是使双星收缩，但最近的研究预测了由气态盘存在所介导的双星外旋可能性，这可能无限延迟并合并影响超大质量双星的并合率。本文中我们采用半解析处理，追踪恒星与气体共同作用下双星的演化。我们发现，双星仅当吸积达到或高于其爱丁顿极限时才会外旋，且只到其间距达到气态盘自引力半径为止。即使发生外旋，双星最终仍达到足够大质量以使引力波接管并驱动其并合。恒星致硬、质量增长与引力波驱动内旋的共同作用使双星至多在上百 Myr 内并合，意味着气体驱动膨胀不会严重影响即将到来的引力波设施的探测前景。