巨型黑洞在合并星团中的作用：动力学演化、星体与致密天体抛射及引力波

星团可以在星系盘、 Halo 或中心相互作用并发生合并。我们采用 N 体代码 BIFROST 对两个质为 $2.7 \times 10^4 \: \mathrm{M_{\odot}}$ 的星团二元合并进行直接 N 体模拟，并采用子系统正则化和后牛顿动力学。我们在前体中加入 500 $\mathrm{M_{\odot}}$ 的巨型黑洞（MBHs）以探讨其对残余演化的影响。MBHs 形成硬二元与星体和星体黑洞（BHs）相互作用。数百万年后，这会产生约800个速度 $\sim$ 50 $\mathrm{kms^{-1}}$ 的逃逸星和约30个星体 BH 的可观测人口。残余失去约30%的 BH population 和约3%的星体，约30颗星体被加速至速度 $\gtrsim 300 \mathrm{kms^{-1}}$。与仅含中心硬 MBH 二元或不含 MBHs 的星团合并的比较模拟显示，该过程由 MBH 二元驱动，而单个 1000 $\mathrm{M_{\odot}}$ MBHs 在孤立或合并星团中产生的逃逸星数量更少且速度更低。低偏心率合并轨道产生旋转残余（$v_{\mathrm{rot}} \sim 3 \mathrm{kms^{-1}}$），但仅凭动力学手段探测 MBHs 仍具有挑战性。我们预计二元 MBHs 将在哈勃时间尺度内合并，产生可被未来信使如爱因斯坦探测器和 LISA 探测的可观测引力波事件。结果表明，与低质量 MBH 二元相互作用是产生逃逸星、高速星体和致密天体的重要额外通道。