双活动星系核和大质量双黑洞演化的研究

Evolution of massive binary black holes (BBHs) and binary AGNs is one of the most active frontiers in astrophysics. In recent years, there has been great progress in identifying binary AGN candidates, such as through dual X-ray nuclei, double-peaked narrow emission lines and double-peaked broad emission lines. We plan to modelling the distribution and frequency of binary AGNs at all separation scales ranging from a hundred kpc to sub-pc, as well as in different observational bands (including optical and X-ray). Comparison of the model results with observations would provide constraints on the evolution of massive BBHs in gas-rich environments and the triggering mechanisms of nuclear activities of dual AGNs. We also plan to study the evolution of the orbital orientation of massive BBHs in gas-poor triaxial galaxies. We plan to use the semi-analytical models of galaxy formation and evolution to investigate the triggering history of nuclear activities, the roles that massive BBHs play, how the triggering mechanisms are related with major mergers of galaxies, minor mergers, secular dynamical evolution of disks, or disk instabilities. The proposed research will deepen our understanding of co-evolution of galaxies and their central massive BHs.

大质量双黑洞和双活动星系核的形成和演化是当代天体物理领域最活跃的前沿方向之一。近年来人们对双活动星系核的观测证认研究取得了重要进展,包括X射线波段双核的发现和双峰窄线候选体和双峰宽线候选体的证认。我们计划建模研究双活动星系核在多种尺度（包括间距从百kpc至亚pc尺度）上的分布和频度，和在不同波段（包括光学和X射线）分布的统计特性；通过与观测比较进而对双黑洞在富气体环境下的演化和双核活动性触发机制给出限制。我们同时还计划研究大质量双黑洞在贫气体三轴星系中的轨道方向的演化；另外，我们还将通过用星系形成和演化的半解析模型来研究星系核活动性触发历史，双黑洞的角色，以及星系核活动性触发机制与星系主并合、次并合、和盘不稳定性的关系。这些研究必将加深对星系和大质量黑洞的共同演化的理解。

大质量双黑洞和双活动星系核的形成和演化是当代天体物理领域最活跃的前沿方向之一。通过理论分析和数值模拟，我们结合近来对星系形状的观测统计研究了大质量双黑洞在近邻星系中不同间距尺度上的可能分布，并对大质量双黑洞并合辐射的引力波信号强度给出了预言。在研究中，我们同时考虑了富气体环境下的星系并合及其对双黑洞或双活动星系核演化的影响。我们还研究了大质量双黑洞在贫气体三轴星系中的轨道方向的演化并发现了对齐擦除效应。我们提出了用类星体的微引力透镜探测亚pc尺度双黑洞的方法。我们还提出类星体的光学至紫外光谱连续谱中部份波段流量的减少可作为其中存在双黑洞的特征，并发现在最近类星体中存在大质量双黑洞。此外，我们还研究了银河系中心大质量黑洞附近恒星运动的相对论效应及黑洞自旋的确定、星系团的并合及其宇宙学效应、活动星系核的云团遮掩和X射线光变模型、以及通过用星系形成和演化的半解析模型来研究本星系群中星系及其卫星系和黑洞的成长和演化等。这些研究将加深对黑洞附近的物理过程、星系和大质量黑洞的成长和演化、以及宇宙结构级联形成模型的理解。