نمو الشذوذ المفرط: مسار لاندماج الثقوب السوداء الثنائية في أقراص النوى النشطة للمجرات

الملخص: الثقوب السوداء الثنائية (BBHs) المدفونة داخل أقراص الاستحواذ التي تغذي النوى المجرية النشطة (AGN) هي وراثة واعدة لمصدر أحداث موجات الجاذبية (GW) المكتشفة بواسطة LIGO/VIRGO. أظهرت العديد من الدراسات الحديثة أنه عندما تتشكل هذه الأزواج، فمن المحتمل أن تكون ذات شذوذ عالٍ وعكسي. ومع ذلك، لا تزال هناك العديد من الشكوك بشأن التطور المداري لهذه الأثنية أثناء اندماجها أو انفصالها. كانت المحاكاة الهيدروديناميكية السابقة التي تستكشف تطورها المداري ذات بعدين في الغالب أو مقيدة بأزواج في مدارات قريبة من الدائرة. نقدم أول محاكاة محلية ثلاثية الأبعاد ذات دقة عالية من الثقوب السوداء الثنائية ذات الشذوذ الاتجاهي والعكسي المدفونة في أقراص AGN. نجد أن الأزواج العكسية تنكمش عدة مرات أسرع من نظيراتها الاتجاهية وتظهر نموًا كبيرًا في الشذوذ المداري، حيث تزداد معدلها بشكل مستمر مع زيادة شذوذ الثنائي. تشير نتائجنا إلى أن الأزواج العكسية قد تواجه نموًا غير منضبط في الشذوذ المداري، مما قد يقربها بما فيه الكفاية عند مركز الحضيض لإصدار موجات الجاذبية لدفعها إلى الاندماج. على الرغم من أن شذوذها يتلاشى، فإن الأزواج الاتجاهية تنكمش بسرعة أكبر بكثير من تدهور شذوذها المداري، مما يشير إلى أنه ينبغي عليها أن تبقى ذات شذوذ معتدل أثناء تقاربها نحو الاندماج. أخيرًا، قد يهيمن الانحراف الثنائي المدفوع بواسطة قرص AGN على الانحراف الناتج عن الثقب الأسود الفائق الكتلة اعتمادًا على معدل استحواذ الثنائي وموقعه في القرص AGN، مما قد يخفف من اهتزاز الرنين ودورات فون زيبيل–ليدوف–كوزاي.