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AGN是偏心黑洞合并的潜在工厂

摘要

有一些微弱的证据表明,被命名为GW190521的黑洞合并具有非零偏心率12.此外,组成黑洞的质量超过了恒星演化所预测的极限3..巨大的质量可以用连续的合并来解释45这在围绕活动星系核的气体盘中可能是有效的,但很难一直保持偏心轨道直至合并,因为基础物理学会主张圆化6.在这里,我们表明,如果单黑洞和双黑洞之间的相互作用频繁,活动星系核盘环境可以导致过量的偏心合并5相互倾斜度小于几度。我们进一步说明,这个偏心种群在黑洞的自旋矢量和它们合并时的轨道角动量之间具有不同的倾角分布7这被称为自旋轨道倾斜,与其余的圆形合并相比较。

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图1:在AGN圆盘中形成的偏心LIGO-Virgo源示意图。
图2:合并概率。
图3:依赖于轨道倾角。
图4:轨道平面方向分布。
图5:偏心距和引力波频率分布。

数据可用性

支持本研究结果的数据可根据合理要求从通讯作者处获得。

代码的可用性

对代码的要求应向通讯作者提出。

参考文献

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确认

我们非常感谢N. Bose、K. Holley-Bockelmann、A. Pai、M. Zevin和M. Safarzadeh提出的有益建议。J.S.得到了欧盟地平线2020研究和创新计划的支持,该计划由Marie skodorska - curie资助协议no。844629.D.J.D.获得了欧盟“地平线2020”研究和创新计划的资助,该计划由玛丽·斯科佐多夫斯卡-居里资助协议no。101029157,并通过Villum Fonden授予编号。29466.I.B.感谢Alfred P. Sloan基金会及NSF的资助PHY-1911796及PHY-2110060。htt由日本教育科学和文化部的基础研究资助基金(17H01102, 17H06360)和日本科学促进协会(JSPS) KAKENHI资助号JP21J00794资助。n.w.c.l感谢Fondecyt Iniciación资助11180005,Millenium Nucleus NCN19-058 (TITANs)和basis Astrofisica and Tecnologias Afines (CATA)资助CATA AFB170002以及ANID BASAL项目ACE210002和FB210003的支持。z.h感谢NASA拨款NNX15AB19G和NSF拨款AST-1715661和AST-2006176的支持。 B.L. gratefully acknowledges support from the European Union’s Horizon 2020 research and innovation program under the Marie Sklodowska-Curie grant agreement no. 847523 ‘INTERACTIONS’. This project has received funding from the European Research Council (ERC) under the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme ERC-2014-STG under grant agreement no. 638435 (GalNUC) to B.K. M.E.P. gratefully acknowledges support from the Independent Research Fund Denmark (DFF) via grant no. DFF 8021-00400B.

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贡献

J.S.领导了这项工作,进行了模拟和计算,并与I.B.和D.J.D.一起撰写了最初的手稿。其余的作者,z.h., b.k., N.W.C.L, b.l., M.E.P.和h.t.,都对思想的智力发展和最终手稿的准备做出了同样的贡献。

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引用本文

萨姆辛,J,巴托斯,I, D 'Orazio, D.J.et al。AGN是偏心黑洞合并的潜在工厂。自然603, 237-240(2022)。https://doi.org/10.1038/s41586-021-04333-1

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