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Unequal mass binary evolution driven by high-Mach circumbinary discs
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AI
DOI：10.1093/mnras/stag567.png)
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摘要
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我们研究了具有 circumbinary gas discs（CBDs）的不等质量黑洞双星系统的气体驱动的轨道演化，其中考虑了马赫数（$\mathcal {M}$）和粘度（$\mathcal { u }$）的变化。通过在固定分离距离下跨越一千个双星轨道的二维网格基流体动力学模拟，我们探索了从低到中等质量比（$q = 0.05$-1.0）的情况，并考察了$\mathcal {M}$和$q$的变化如何影响CBD施加的力矩和成分吸积率，进而影响双星演化。对于等质量双星系统，在低-$\mathcal {M}$盘中接收正向力矩，但当$\mathcal {M} \gtrsim 25$时转变为负向力矩。随着$q$减小，这一转变发生在更高的马赫数。对于$q\lt 0.1$，我们发现除了在足够低粘度的盘中外，在$\mathcal {M}\approx 52$以下没有力矩符号反转。我们发现次级黑洞无法有效排斥CBD，反而吸积了CBD中流入的大部分气体；因此，高粘度盘中的低质量比双星倾向于外旋，尽管在粘度较低的环境中可能出现内旋。我们还发现，当气体粘度较低时，质量比在$0.25$-0.5范围内的双星可能表现出偏向主星的优先吸积，这是对“吸积偏向次星”这一经验规则的例外。我们讨论了我们的结果与文献中关于轨道演化和优先吸积的报告之间的差异，并强调我们的模拟扩展到了一个尚未充分探索的区域。总体而言，我们的结果表明，CBD中的中等质量比内旋可能较少发生，但这高度依赖于质量比、盘温度和粘度之间的相互作用。
Keyword:
accretion, accretion discs
black hole physics
hydrodynamics
black hole mergers
期刊
IF:
4.8
论文数:
7.1W
被引数:
25.0W
机构
引用论文
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