¿Qué mejora las tasas de captura y fusión de pares de pequeños agujeros negros que orbitan alrededor de agujeros negros supermasivos?

Acabo de intentar leer el nuevo artículo del New York Times Two Black Holes Colliding Not Enough? Make It Three , que enlaza con la nueva carta de revisión física del 25 de junio de 2020 Graham et al. Contraparte electromagnética candidata al evento de ondas gravitacionales de fusión de agujeros negros binarios S190521g

El evento descrito es la fusión de dos agujeros negros que estaban incrustados en el disco de acreción de un agujero negro supermasivo en el centro de una galaxia; es decir, en un cuásar (en términos generales).

El artículo del NYTimes describe lo siguiente y hace referencia a un artículo anterior:

Reforzando esa hipótesis estaba el hecho de que la llamarada no se hizo visible hasta 34 días después de que se detectaron las ondas gravitacionales. La luz de la colisión de un agujero negro tardaría aproximadamente ese tiempo en emerger de un disco de gas tan grueso, según un modelo que la Dra. Ford y Barry McKernan, su colega en el Museo Americano de Historia Natural, describieron en un artículo . el año pasado.

El Dr. Ford describió el disco de acreción como "un enjambre de estrellas y estrellas muertas, incluidos los agujeros negros", en un comunicado de prensa de Caltech.

Ella agregó: “Estos objetos pululan como abejas enojadas alrededor de la monstruosa abeja reina en el centro. Pueden encontrar brevemente compañeros gravitacionales y formar parejas, pero por lo general pierden a sus compañeros rápidamente en el baile loco. Pero en el disco de un agujero negro supermasivo, el gas que fluye convierte el mosh pit del enjambre en un minueto clásico, organizando los agujeros negros para que puedan emparejarse".

Ese artículo es de B. McKernan et al 2019 Eliminación de la presión de ram de una esfera de Hill pateada: Emisión electromagnética inmediata de la fusión de agujeros negros de masa estelar en un disco de acreción AGN

Pregunta: ¿Es posible explicar de qué se trata "el gas que fluye (que) convierte el mosh pit del enjambre en un minueto clásico, organizando los agujeros negros para que puedan emparejarse"? ¿Qué tiene el disco de acreción que mejora las tasas de captura y fusión de pares de pequeños agujeros negros que orbitan dentro de él?

Respuestas (1)

Yo pensaría que la misma razón por la que un disco de gas mejora el crecimiento de los planetesimales. El arrastre desde el disco impone órbitas coplanares circulares, lo que a su vez significa que los objetos que se acercan entre sí tienen velocidades relativas pequeñas.

Editar: Entonces, lo que se cree que está sucediendo es un poco más complejo que la respuesta simple anterior. La densidad de objetos masivos incrustados en el disco de acreción se puede mejorar en ciertos radios orbitales. Estas "trampas de migración" ( Bellovary et al. 2016 ) son causadas por torques ejercidos sobre los objetos en órbita (en este caso, agujeros negros) causados ​​por la acumulación de gas. Para ciertas condiciones del disco, es posible encontrar ubicaciones en las que, con radios más pequeños, el par actúa para aumentar el radio de la órbita, pero con radios orbitales más grandes ocurre lo contrario. Esto haría que los objetos se acumularan en estas trampas de migración, dándoles más posibilidades de interactuar según mi respuesta original.