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大质量黑洞并合余辉的含时模型

宇宙学与河外天体物理 2015-03-13 v3 广义相对论与量子宇宙学

摘要

激光干涉空间天线(LISA)将探测到宇宙学距离上总质量范围在 (105107)/M(10^5 - 10^7)/M_{\odot} 之间的并合大质量黑洞对发出的引力波信号。识别并监测这些事件的电磁对应体将使宇宙学研究成为可能,并为探测具有明确特征的大质量黑洞周围的气体物理提供新探针。Milosavljevic & Phinney (2005) 提出,质量约为 106M10^6 M_{\odot} 的双星周围的环双星盘将在引力波事件发生约十年后,发出由吸积驱动的X射线余辉。我们通过使用格林函数解来计算时间黏性演化及环双星盘相应的电磁特征,重新审视了这一情景。我们的计算表明,电磁对应体可能在并合后不久即可作为迅速增亮的源被观测到,即比先前认为的早数年。该余辉可以达到超爱丁顿光度,而不违反局部爱丁顿流量极限。它由最内侧的环双星盘在软X射线波段发出,但可能在光学和红外频率被部分再处理。我们还发现,随着演化,扩散的盘在靠近中心天体处几何厚度逐渐增加,这表明最内侧的流可能变为对流且辐射低效的,并产生强大的外流。我们得出结论,LISA 探测到的大质量黑洞并合提供了独特的机会,可在人类可处理的时间尺度上监测具有精确已知质量、自旋和取向的大质量黑洞周围吸积流的黏性演化及外流的出现。

关键词

引用

@article{arxiv.0912.2054,
  title  = {Time-Dependent Models for the Afterglows of Massive Black Hole Mergers},
  author = {Takamitsu Tanaka and Kristen Menou},
  journal= {arXiv preprint arXiv:0912.2054},
  year   = {2015}
}

备注

47 pages, 8 figures. v3 has been accepted to ApJ.