揭示秒差距尺度大质量黑洞双星寄主星系：形态与电磁特征

在等级结构形成模型中，预期会形成秒差距尺度的大质量黑洞双星（MBHBs）。尽管已设计不同的观测策略来探测这些系统，理论研究的进一步指导有助于对其的搜寻与证认。在本工作中，我们研究了主黑洞质量 $\rm {>}\,10^7\,M_{\odot}$ 的、在秒差距尺度上引力束缚的大质量黑洞的寄主性质和电磁特征。为此，我们利用半解析模型 L-Galaxies 构建了一个全天空光锥，其中包含了物理动机明确的 MBHB 形成与演化方案。我们的预言表明，绝大多数 MBHBs 位于具有经典核球结构的旋涡星系或椭圆星系中。此外，MBHBs 所遵循的标度关系与单个大质量黑洞不可区分。我们发现，秒差距尺度 MBHBs 的占据率在 $\rm M_{stellar}\,{>}\,10^{11}\, M_{\odot}$ 的星系中高达 ${\sim}\,50\%$，而在 $\rm M_{stellar}\,{<}\,10^{11}\, M_{\odot}$ 时降至 10% 以下。我们的模型预期，大多数秒差距尺度 MBHBs 为质量不等系统，位于 $z\,{\sim}\,0.5$，天空中每 $\rm deg^2$ 约 ${\sim}\,20$ 个天体。然而，这些系统大多不活动，仅每 $\rm deg^2$ $1\,{-}\,0.1$ 个天体具有辐射光度超过 $10^{43}$ erg/s 的电磁对应体。秒差距尺度 MBHBs 的极亮阶段在 $z\,{\>}\,1$ 更常见，但在 $\rm L_{\rm bol}\,{>}\,10^{45} \rm erg/s$ 时每 $\rm deg^2$ 双星数目为 ${\lesssim}\,0.01$。