三体系统：连接二进制黑洞合并、其电磁对应物与银河系黑洞
高能天体物理现象
2025-10-07 v2 星系天体物理
太阳与恒星天体物理
广义相对论与量子宇宙学
摘要
我们提出了一种形成路径，将引力波（GW）合并中观察到的黑洞（BH）、被LIGO-Virgo-KAGRA（LVK）发现的广泛BH恒星系统，以及吸积的低质量X射线二元星系（LMXB）联系起来。在此情境下，恒星质量BH双星经历孤立的二进制演化并在拥有遥远、动力学无关紧要的第三颗恒星伴星的同时发生合并。只有在合并后，剩余BH才会因GW recoil kick而获得动能。 Depending on the kick velocity and system configuration, the outcome can be:（i）GW合并的明亮电磁（EM）对应物；（ii）LMXB；（iii）类似于Gaia BH population的广泛BH恒星伴星；或（iv）不可绑定的孤立BH。我们对三体动力学进行了建模，发现约0.02%的LVK合并可能在约10天内产生EM对应物，由BH对恒星的扰动引发。该flare在optical-UV中最亮，持续数天至数周；在某些情况下，部分扰动会导致周期为约2个月的反复flare。我们进一步估计，该通道可产生银河系中约1-10%的Gaia BH系统。该情境为GW来源、Gaia BH和某些X射线二元星系提供了第一个物理上合理的联系，预测了一种罕见但稳健的EM对应物路径，可能在LVK的O5运行中被探测到。
引用
@article{arxiv.2508.13270,
title = {Triples as Links between Binary Black Hole Mergers, their Electromagnetic Counterparts, and Galactic Black Holes},
author = {Smadar Naoz and Zoltan Haiman and Eliot Quataert and Liz Holzknecht},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.13270},
year = {2025}
}
备注
13 pages, 4 figures, accepted for publication at ApJ-Lett