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Supermassive Black Hole Binary in AGNs

Supermassive Black Hole Binary in AGNs. 刘富坤 北京大学天文系. 2006 年 4 月 22 日. 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. 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. r=r al. t prec.

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  1. Supermassive Black Hole Binary in AGNs 刘富坤 北京大学天文系 2006年4月22日

  2. 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

  3. 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

  4. r=ral tprec twp 喷流方向发生改变、进动 二、巨型双黑洞与吸积盘相互作用 次黑洞引力势是多成分的（Fourier展开）： 1、标准盘： 双黑洞使吸积盘进动、共面：

  5. 不同波的共振位置 波强度随距离衰减 密度波在吸积盘内以扩散方式传递：盘中干净gap 双黑洞在吸积盘中形成密度波，在rL处产生Lindblad共振： m= 形成gap必要条件：q=m/M>qmin=(81/8)(H/R)210-5

  6. 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 a 双黑洞圆轨道：n=2 椭圆轨道：n=3, 4, 5 Lin & Papaloizou, 1986, ApJ

  7. Disk truncation due to SMBBHs coalescence Removal of matter in the inner accretion disk (Liu, Wu, Cao, 2003, MNRAS) 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

  8. 2、“重吸积盘”：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：激波、喷泉●双黑洞损失轨道角动量而相互靠近（Ivanov et al. 1998, ApJ） 2、次黑洞进入吸积盘 1、次黑洞靠近吸积盘 3、次黑洞穿过吸积盘 4、次黑洞离开吸积盘

  9. 外Lindblad位置 摧毁内盘 盘越过gap吸积 3、Slim盘：几何厚、光学厚 • 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 如果粘滞中等~0.03，几何厚度较大δ=H/R>0.05（标准盘δ<0.01），q>qmin=10-3，轻盘有gap

  10. 三、活动星系核中双黑洞观测研究 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） ●解释喷流喷嘴方向的周期性进动/圆周运动： BL Lac，3C66B,etc 4C12.50

  11. 2、活动星系核与类星体周期性光变（Liu et al. 1995, 1997, Liu, Zhao, Wu, 2006) BL Lac object OJ287: p=11.86 yr (Sillapaa et al. 1988) 光学波段

  12. 3、两个活动星系核&四喷流 VLA观测 双核射电源 3C75a.b ~20kpc 喷流

  13. 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：X-射线波段（Chandra）（第2个候选者：NGC3690/IC694） NGC6240: a~1.4 kpc （Komossa, et al., 2003, ApJL）

  14. 一个星系两个活动星系核：射电波段（VLBA） 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⊙

  15. 4、喷流中断与再生： DDRG J0116-473（Liu, Wu, Cao, 2003）

  16. 3C326 5、X-形态射电源 （Liu 2004，Merritt& Ekers, 2002） 3C403

  17. 6、无寄住星系的类星体 Isolated SMBH or naked QSO? (Hoffman & Loeb 2005, Nature) HE0450-2958 (Magain et al. 2005, nature)

  18. 在地球-太阳系统的第二拉格朗日点绕太阳旋转在地球-太阳系统的第二拉格朗日点绕太阳旋转 2010年上天？ 未来：LISA 探测广义相对论预言的引力波，检验广义相对论在 极端条件下及其动力学的适用性、测定黑洞质量及自旋

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