The late inspiral of supermassive black hole binaries with circumbinary gas discs in the LISA band
The late inspiral of supermassive black hole binaries with circumbinary gas discs in the LISA band
复制标题
LISA带中带有环绕双星气盘的超大质量黑洞双星的晚期吸入
DOI：
10.1093/mnras/sty423
复制
发表时间：
2018
影响因子：
4.8
通讯作者：
MacFadyen, Andrew
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Tang, Yike;Haiman, Zoltán;MacFadyen, Andrew
我们给出了关于合并的超大质量黑洞双星(SMBHB)周围吸积盘的二维运动网格粘性流体动力学模拟结果。模拟是伪牛顿的，BHS被模拟为具有Paczynski-Wiita势的点质量，并包括粘性加热、激波加热和辐射冷却。我们跟随质量为Mbh=1106M⊙的等质量双星的引力激发，从最初的60rg(其中g≡GmbH/c2是引力半径)到合并。我们发现，像以前的工作一样，在双星周围形成了一个中心的低密度空腔，但BHS从外双星圆盘中捕获气体，并通过它们自己的微型圆盘有效地共生，远远超过了圆盘的粘性演化。该系统仍然发光，在整个激发过程中，一直到合并，以两倍于双轨道频率的速度显示出强烈的周期性。在软X射线波段，热发射主要由外圆圆盘的内缘控制，在激发早期具有特别明显的周期性。相比之下，较硬的X射线发射是由小盘主导的，光曲线最初更嘈杂，但在激发后期发展出明显的周期性。这种变化模式应有助于确定天基引力波探测器LISA探测到的SMBHBs的电磁对应物。
We present the results of 2D, moving-mesh, viscous hydrodynamical simulations of an accretion disc around a merging supermassive black hole binary (SMBHB). The simulation is pseudo-Newtonian, with the BHs modelled as point masses with a Paczynski–Wiita potential, and includes viscous heating, shock heating, and radiative cooling. We follow the gravitational inspiral of an equal-mass binary with a component massMbh= 106M⊙from an initial separation of 60rg(whererg≡GMbh/c2is the gravitational radius) to the merger. We find that a central, low-density cavity forms around the binary, as in previous work, but that the BHs capture gas from the circumbinary disc and accrete efficiently via their own minidiscs, well after their inspiral outpaces the viscous evolution of the disc. The system remains luminous, displaying strong periodicity at twice the binary orbital frequency throughout the entire inspiral process, all the way to the merger. In the soft X-ray band, the thermal emission is dominated by the inner edge of the circumbinary disc with especially clear periodicity in the early inspiral. By comparison, harder X-ray emission is dominated by the minidiscs, and the light curve is initially more noisy but develops a clear periodicity in the late inspiral stage. This variability pattern should help identify the electromagnetic counterparts of SMBHBs detected by the space-based gravitational-wave detector LISA.
登录
查看更多内容
DOI：
10.1088/0004-637x/709/2/774
发表时间：
2009
期刊：
The Astrophysical Journal
影响因子：
--
作者：
J. Krolik
通讯作者：
J. Krolik
DOI：
10.1086/523869
发表时间：
2006-07
期刊：
The Astrophysical Journal
影响因子：
--
作者：
A. MacFadyen;M. Milosavljevic
通讯作者：
A. MacFadyen;M. Milosavljevic
DOI：
10.3847/1538-4357/aa63f3
发表时间：
2016-12
期刊：
The Astrophysical Journal
影响因子：
--
作者：
Dennis B. Bowen;M. Campanelli;J. Krolik;V. Mewes;S. Noble
通讯作者：
Dennis B. Bowen;M. Campanelli;J. Krolik;V. Mewes;S. Noble
磁化盘中的二元黑洞合并：完全广义相对论的模拟。
影响因子：
8.6
作者：
B. Farris;R. Gold;V. Paschalidis;Z. Etienne;S. Shapiro
通讯作者：
S. Shapiro
用 LISA 对引力波标准警报器进行预合并定位：触发搜索电磁对应物
DOI：
10.1086/590230
发表时间：
2007
期刊：
The Astrophysical Journal
影响因子：
--
作者：
B. Kocsis;Z. Haiman;K. Menou
通讯作者：
K. Menou