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自旋在黑洞三体系统中的影响

星系天体物理 2025-02-04 v4

摘要

自旋可影响本已混沌的黑洞三体系统的动力学。我们在两组模拟中追踪该问题:第一组为Agekian-Anosova区域(或称D区域),第二组使用毕达哥拉斯三角形。我们使用ARCcode——一个执行轨道数值积分的N体代码。该代码包含后牛顿修正,我们将其纳入至2.5阶。在第一组模拟中,我们将黑洞质量固定为106^{6} M_{\odot}。随后我们先在不加任何自旋的情况下运行模拟,再通过在一个黑洞上初始化自旋来运行。我们发现,在系统中加入自旋后,12.9%的模拟改变了结果:系统要么从所有黑洞合并变为有黑洞逃逸出系统,要么反之。在第二组模拟中,我们扩展至以毕达哥拉斯三角形作为黑洞初始位置,源自Burrau三体问题。我们将黑洞质量从100^{0} M_{\odot}变化到1012^{12} M_{\odot}。这些系统中的黑洞被赋予从0到0.95归一化单位的自旋。我们发现,104^{4} M_{\odot}—105^{5} M_{\odot}范围内的中等质量黑洞受自旋影响最大,尤其体现在其寿命上。我们还发现,初始化为二维的模拟变成了三维。

关键词

引用

@article{arxiv.2205.04985,
  title  = {The influence of spin in black hole triplets},
  author = {Ariel Chitan and Aleksandr Mylläri and Mauri Valtonen},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2205.04985},
  year   = {2025}
}