双黑洞并合的真空电磁对应体
广义相对论与量子宇宙学
2010-04-06 v1 高能天体物理现象
摘要
作为系统建模旋进双黑洞电磁(EM)辐射的一步，我们考虑一个简单场景：双黑洞在锚定于远处环双星盘的均匀磁场中运动。我们通过求解爱因斯坦-麦克斯韦方程组来研究该系统，其中电磁场强度选取为天体物理上一致的强度。我们考虑自旋与轨道角动量对齐或反平行的双星，并研究引力与电磁信号随这些自旋配置的依赖性。总体而言，我们发现最低l=2, m=2多极矩的电磁辐射精确反映了引力辐射，具有相同的相位演化，振幅仅相差一个比例因子。我们还计算了电磁波能量辐射的效率，发现其由E^rad_EM/M ~ 10^-15 (M/10^8 M_Sun)^2 (B/10^4 G)^2给出，因此对于实际磁场，比引力能量小13个数量级。相应的光度远小于系统以接近爱丁顿速率吸积时的吸积光度。最重要的是，该电磁辐射的频率为10^-4 (10^8 M_Sun/M) Hz，远超出天文射电观测可及的范围。因此，此处讨论的电磁辐射不太可能直接与引力波同时被探测到。然而，由电磁场行为变化驱动的间接过程可能产生可观测事件。特别是，如果环双星盘的吸积率很小，并且在最终旋进的时间尺度上足够稳定，那么电磁辐射可能间接可观测，因为它会通过扭曲磁力线施加的磁力矩改变吸积率。
引用
@article{arxiv.0912.2330,
title = {Vacuum Electromagnetic Counterparts of Binary Black-Hole Mergers},
author = {Philipp Mösta and Carlos Palenzuela and Luciano Rezzolla and Luis Lehner and Shin'ichirou Yoshida and Denis Pollney},
journal= {arXiv preprint arXiv:0912.2330},
year = {2010}
}