二、巨型双黑洞与吸积盘相互作用.ppt

Supermassive Black Hole Binary in AGNs 刘富坤 北京大学天文系 内容 巨型双黑洞的形成 形成于AGNs活动触发时 双黑洞与各种吸积模式的相互作用 知识主要来源于恒星-行星系统中行星与吸积盘相互作用 观测现状 巨型双黑洞研究中的问题与未来 次黑洞与吸积盘发生共振相互作用，波能量不能迅速传递到无穷处。能量聚集在局部，破坏盘局部结构，在次黑洞周围形成一无物质共振带 The outer boundary of the gap (Liu et al. 2003): rout=n2/3 a The inner boundary: rin=n-2/3 a Removal of matter in the inner accretion disk (Liu, Wu, Cao, 2003, MNRAS) 2、“重吸积盘”：如果双黑洞轨道内吸积盘质量Mdm● 次黑洞与吸积盘发生正碰：激波、喷泉●双黑洞损失轨道角动量而相互靠近（Ivanov et al. 1998, ApJ） 3、Slim盘：几何厚、光学厚 如果粘滞中等?~0.03，几何厚度较大δ=H/R0.05（标准盘δ0.01），qqmin=10-3，轻盘?有gap ●解释喷流喷嘴方向的周期性进动/圆周运动： BL Lac，3C66B,etc 2、活动星系核与类星体周期性光变（Liu et al. 1995, 1997, Liu, Zhao, Wu, 2006) 一个星系两个活动星系核：X-射线波段（Chandra）（第2个候选者：NGC3690/IC694） 一个星系两个活动星系核：射电波段（VLBA） 6、无寄住星系的类星体 未来：LISA * * * * * * * 2006年4月22日 1、相互作用使低角动量的气体流向中心黑洞，激发类星体与活动星系的活动：巨型黑洞吸积和增长 2、原星系中心的黑洞形成巨型双黑洞 Komossa, et al., 2003, ApJL 二、 巨型双黑洞与吸积盘相互作用 双黑洞使吸积盘进动、共面： 次黑洞引力势是多成分的（Fourier展开）： 喷流方向发生改变、进动 twp tprec r=ral 1、标准盘： 双黑洞在吸积盘中形成密度波，在rL处产生Lindblad共振： 密度波在吸积盘内以扩散方式传递：盘中干净gap m= 波强度随距离衰减 不同波的共振位置 形成gap必要条件：q=m/Mqmin=(81?/8)?(H/R)2?10-5 Lin Papaloizou, 1986, ApJ a 双黑洞圆轨道：n=2 椭圆轨道：n=3, 4, 5 Disk truncation due to SMBBHs coalescence 当引力波辐射变得重要时，双黑洞迅速并合，共振带展宽，随后内盘消失：喷流形成中断 1、次黑洞靠近吸积盘 2、次黑洞进入吸积盘 3、次黑洞穿过吸积盘 4、次黑洞离开吸积盘 密度波以波模式传递能量： 向外能量：因无外边界，传递到无穷远处 向内能量：吸积盘内边界反射回gap内边界，内边界再反射?能量聚积 摧毁内盘 外Lindblad位置 盘越过gap吸积 1、喷流周期性弯曲以及喷嘴周期性圆周运动 ●解释VLBI尺度上射电喷流的螺旋形结构 （Begelman et al , 1980, Nature） 4C12.50 三、活动星系核中双黑洞观测研究 BL Lac object OJ287: p=11.86 yr (Sillapaa et al. 1988) 光学波段 3、两个活动星系核四喷流 3C75a.b ~20kpc 双核射电源 喷流 VLA观测 NGC6240: a~1.4 kpc （Komossa, et al., 2003, ApJL） 0402+379 (z=0.055) 一个椭圆星系中 双核分离：7.3 pc 宽发射线：普线双峰分离300 km/s M?1.5x108M⊙ 4、喷流中断与再生： DDRG J0116-473（Liu, Wu, Cao, 2003） 3C326 5、X-形态射电源 （Liu 2004，Merritt Ekers, 2002） 3C403 (Hoffman Loeb 2005, Nature) HE0450-2958 (Magain et al. 2005, nature) Isolated SMBH or naked QSO?