천문·천체물리
AGN 원반 속 거대 항성 내부에서 병합하는 블랙홀 쌍성이 형성될 수 있다 — 3차원 유체역학 시뮬레이션
활동은하핵(AGN) 원반에 묻힌 항성은 수백 태양질량까지 성장할 수 있고 같은 원반에는 항성질량 블랙홀이 다수 존재할 것으로 예상되는데, 연구진은 3차원 유체역학 시뮬레이션으로 항성이 지나가던 블랙홀을 포획하는 과정을 검증했다. 항성 대 블랙홀 질량비 34:1을 가정한 원리 검증 결과, 포획은 항성 구조를 붕괴시키지 않았고 항성을 10~30% 가열하며 질량 손실은 전 과정에서 1% 이하에 그쳤다. 포획된 블랙홀은 동역학적 마찰로 궤도 각운동량을 빠르게 잃고 항성 동역학 시간 규모인 10^4초 이내에 중심으로 가라앉았으며, 항성 중심에 이미 블랙홀이 있는 경우 두 천체는 중력파 병합 시간이 10^4년 미만인 쌍성을 이루었다. 조우의 기하 구조와 속도에 따라 최종 궤도는 거의 원형이거나 상당한 이심률을 유지할 수 있어, AGN 원반에서의 블랙홀-항성 조우가 중력파 검출기의 신호원을 공급하는 유효한 경로임을 확인했다.
arXiv astro-ph.HE (고에너지)