階層的巨大ブラックホール形成とファイナルパーセク問題

分层巨型黑洞形成和最终秒差距问题

基本信息

批准号：
22540243
负责人：
早崎公威
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010-04-01 至 2014-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22540243/
关键词：
ブラックホール降着流星の潮汐破壊（米国マサチューセッツ州）近日点移動（米国マサチューセッツ州）バイナリーブラックホール重力波ブラックホール外周ガス円盤降着流階層的構造形成重力波放射/電磁放射母銀河と巨大ブラックホールの共進化

项目摘要

銀河は合体を繰り返し成長してきたことは良く知られている。同様にして、合体銀河の中で超巨大ブラックホール同士が合体に向かうとすれば、その間にバイナリーブラックホールを形成するであろう。しかし、バイナリーブラックホールはこれまで同定されていない。過去の研究で、バイナリーブラックホールとそれを取り囲む外周ガス円盤の相互作用によって周期的的な変動が見られることが分かっている。いずれの研究も軌道面と外周円盤面が同一平面にある系を対象にしてきた。そこで、今回は軌道面と外周円盤面が傾斜している系を考え、ブラックホールとガスの相互作用の結果、どのような放射光を示すのかを三次元Smoothed Particle Hydrodynamics法を用いて研究した。その結果、軌道面に対して傾斜している外周円盤面の円軌道バイナリーブラックホール一軌道周期当たりに二つのピークを示すことが分かった。超巨大ブラックホールの起源である種ブラックホールの質量は、星質量～中間質量であると考えられているが、種から超巨大ブラックホールに至るまでの過程はほとんど分かっていない。そこで、星質量～中間質量ブラックホール同士の合体過程を周囲のガスとの相互作用に着目して行った。その結果、バイナリーから外周円盤への角運動量輸送を通してバイナリーから放射される重力波の位相にずれが生じることが分かった。周囲の星が落ち込むことによってもブラックホールは成長する。星がブラックホールに近づくと潮汐破壊を起こすが、壊れた星がどのようにブラックホールへと落ち込むかは良く分かっていない。そこで、潮汐破壊の三次元数値シミュレーションを実行した結果、壊れた星は引き伸ばされてブラックホールを周回し、さらに一般相対論的効果によって軌道交差することが分かった。その時、衝撃波によって壊れた星の束縛エネルギーが散逸し降着円盤が形成されることが分かった。

众所周知，星系已经反复增长。同样，如果将超大质量的黑洞组合成一个组合的星系，则在此期间将形成二进制黑洞。但是，到目前为止尚未确定二进制黑洞。先前的研究表明，由于二元黑洞与周围周围气盘之间的相互作用，观察到周期性变化。所有研究都集中在轨道表面和外盘表面的系统上。因此，在本文中，我们考虑了一个系统，在该系统中，使用三维平滑粒子流体动力学方法，由于黑洞与气体之间的相互作用而显示的同步加速器辐射的类型。结果，发现在外盘表面的圆形二元黑洞的轨道周期显示两个峰，这相对于轨道平面。源自超强黑洞的黑洞的质量被认为是从星质量到中间质量的，但是从物种到超级黑洞的过程在很大程度上是未知的。因此，通过专注于与周围气体的相互作用，进行了恒星质量和中间质量黑洞之间的合并过程。结果，发现在从二进制发出的重力波通过从二进制磁盘到外盘的角动量传输的重力波的阶段发生偏差。随着周围的恒星落下，黑洞也会生长。当一颗星星接近黑洞时，它会造成潮汐破坏，但尚不清楚破碎的恒星将如何落入黑洞中。因此，我们对潮汐破坏进行了三维数值模拟，发现破碎的恒星将伸展到绕黑洞绕，然后通过一般的相对论效应相交。当时，发现破碎恒星的约束能量被冲击波消散，并形成了积聚盘。