最新超大质量双黑洞系统中的吸积盘教学讲义ppt课件.ppt

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1、超大质量双黑洞系统中的吸积盘目录为什么研究大质量双黑洞及其吸积盘大质量双黑洞的形成大质量双黑洞与吸积盘的相互作用大质量双黑洞的并合及引力波探测结论NGC4676：老鼠星系1、为什么要研究超大质量双黑洞在现在流行的ΛCDM宇宙学中，星系形成是一等级过程观测：几乎坐所有星系中心都存在超大质量黑洞理论和观测：小结构首先形成，并合形成大的目前看到的星系星系并合不可避免地形成超大质量双黑洞第一代大（中等）质量黑洞吸积与并合形成超大质量黑洞及其自转1.1、观测和ΛCDM宇宙学星系形成和演化理论●解释喷流喷嘴方向的周期性进动：BLLac1.4、解释活动星系核中特殊观

2、测特性●解释VLBI尺度上射电喷流的螺旋形结构（Begelmanetal,1980,Nature）4C12.50●解释活动星系核中周期性光学爆发BLLacobjectOJ287:p=11.86yr(Sillapaaetal.1988,ApJ,Liu&Wu200,A&A)2、超大质量超大质量双黑洞的形成与pc尺度困难束缚态超大质量双黑洞的形成BoundSMBBHsDynamicfrictionGalaxyinteraction动力学粘滞在这过程中起决定性作用低角动量的气体流向中心黑洞，形成吸积盘，引发活动星系核的活动。在此时，双黑洞间的束缚能小于星系中

3、背景恒星随机运动能，双黑洞处于非束缚态：当束缚能大于随机运动能时，双黑洞进入束缚态Pre-mergercandidates:3C75A,Bofdouble-pairsofradiojetsTwoactivenucleiinonegalaxyNGC6240:a~1.4kpc（Komossa,etal.,2003,ApJL）Ultra-luminousinfraredgalaxyUnusualopticalmorphology:interactinggalaxyTwox-rayactivenuclei:luminous,hardX-rayemission,

4、strongneutralironlinesfrombothnucleiNuclearseparation:~1.5”=1.4KpcMassratio:q=m/M~1/3(majormerger)BHmasses:2ndcandidate:NGC3690/IC694(Arp299)[Balloetal.04]双黑洞变硬背景恒星同时与双黑洞发生三体碰撞，获得能量。当双黑洞单位质量的束缚能与背景恒星的随机运动能相当时，碰撞使恒星获得逃逸速度，而离开原来位置。于是在双黑洞周围相空间形成无恒星的损失锥于是，无动力学粘滞和恒星碰撞，角动量无法损失Thegravi

5、tationalwaveradiationbecomesimportantonlywhen[Liu,Wu,Cao03]Thebinarymaystallat~100rg

6、Hierarchicalgalaxyformationmodeliswrongorbinarycanloseitsangularmomentumduetoothermechanism(s)我们应该在紧邻星系中探测到大量的超大质量双黑洞3、超大质量双黑洞与吸积盘的相互作用由于活动星系核吸积盘半径双黑洞在变硬的时候就与吸积盘发生相互作用对星系并合形成的超大质量双黑洞，与吸积盘的相互作用决定了其变硬后的演化命运(Ivanovetal.,99,Liu,etal.,03,Liu04)我们不清楚双黑洞是如何开始与吸积盘发生相互作用两个假设:吸积盘物质来源于星系盘，

7、于是因角动量守恒而与星系盘共面。如果有喷流，喷流则与星系盘垂直双黑洞轨道面与吸积盘面夹角由星系碰撞入射角决定，因而呈随机分布如果双黑洞轨道内吸积盘质量Md>m●次黑洞与吸积盘发生正碰，产生激波、喷泉●双黑洞损失轨道角动量而相互靠近（Ivanovetal.1998,ApJ）次黑洞靠近吸积盘次黑洞进入吸积盘次黑洞穿过吸积盘次黑洞离开吸积盘当轨道内吸积盘物质小于次黑洞物质时，双黑洞的作用使吸积盘扭曲、变形如果>H/r，吸积盘的变形以扩散形式向内外区传播最后吸积盘内区与双黑洞轨道面共面（Ivanovetal.99,Liu04）变形传播速度决定于共振激发角动

8、量横向转移（Papaloizou&Pringle1983,MNRAS)共面盘外边沿在变形向外转