超大质量黑洞_思维导图模板

超大质量黑洞

超大质量黑洞双星体系

超大质量黑洞双星的形成和演化

形成束缚体系

动力学摩擦

三体作用

引力波辐射

双星体系探测

LISA

数量

总预期星系双星引力波波源数量:

预期精度下, 可分辨星系双星数:

特征频率

最内稳定源轨道:

准简正模频率:

合并时间和频率的关系:

Sgr A* 银河系中心

观测

周围恒星运行

黑洞阴影

参数

质量:

史瓦西半径:

太阳到银河系中心距离:

银河直径30kpc

极端质量比旋进

前言

极端质量比吸进(EMRI)事件是指恒星质量密集的物体，如白矮星、中子星或恒星质量黑洞，被吸进星系中心的SMBH(而正常的恒星会被中心的BH潮汐破坏)。

在星系中心, 星体密度极高, 大概为. 二体散射和其他动力学起主导作用,

形成机制

EMRI形成速率的理论不确定性相对较大.
对于质量为的中心SMBH，典型的估计为，对应于LISA的探测率从每年几次到数百次不等。

波形

自力理论

绝热近似波形

来自超大质量黑洞(SMBH)双星的随机引力波背景

宇宙源的求和

需要考虑宇宙学红移

频率:
观测者频率, 源频率

在间隔内, 源的数量

在红移的位置, 在间隔内, 单个源的引力波辐射能量:

在1PN, 引力波辐射能量还取决于源的啁啾质量核质量比, 在更高阶的后牛顿中, 还依赖于双星的自旋等参数, 因此, 计算引力波能量密度时还需要考虑源的质量, 自旋等参数对分布

引力波能量密度:

特征振幅为:

引力波能量密度

参见:
7.8.1 Characterization of stochastic backgrounds
16.4 Stochastic GWs from SMBH binaries

特征振幅:

引力波辐射主导的阶段

牛顿近似下的能量辐射:

特征振幅:

三体作用主导阶段

牛顿近似下的能量辐射:

特征振幅:

高频阶段和源的离散性

超大质量双黑洞并合率

建立并合数量密度模型

早期, 采用暗物质模拟与半解析技术相结合的方法，通过蒙特卡罗方法生成暗物质晕的并合历史，并通过对气体冷却、恒星形成、超新星反馈和星系并合等相关过程的解析建模获得重子成分的演化

近期, 更多的研究方法, 得到进展(什么进展?)

特征振幅理论预测:

(99.7% c.l.) [ Sesana (2013)]

(95% c.l.) [Ravi, Wyithe, Shannon and Hobbs (2015)]

偏心率的效应

牛顿近似下的能量辐射:

特征振幅:

中国的CPTA

欧洲脉冲星阵列EPTA

自由主题

脉冲星计时阵列

中国CPTA

欧洲EPTA

美国NANOGrav

澳大利亚PPTA

印度InPTA

美国NANOGrav

近期

P211

16 Supermassive black holes

PTA

HD曲线

Hellings-Downs曲线是描述在脉冲星的引力波背景下，两颗脉冲星的定向耦合性的一个数学函数曲线。这个曲线以物理学家William Hellings和George Downs的名字命名。

关键参数

特征振幅理论预测:

(95% c.l.) [Ravi, Wyithe, Shannon and Hobbs (2015)]

在频率下的特征振幅

特征振幅的谱指数

16 Supermassive black holes

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