超大质量双黑洞系统中的吸积盘-Formationand课件

超大质量双黑洞系统中的吸积盘刘富坤北京大学天文系超大质量双黑洞系统中的吸积盘刘富坤1目录为什么研究大质量双黑洞及其吸积盘大质量双黑洞的形成大质量双黑洞与吸积盘的相互作用大质量双黑洞的并合及引力波探测结论目录为什么研究大质量双黑洞及其吸积盘2NGC4676：老鼠星系1、为什么要研究超大质量双黑洞在现在流行的ΛCDM宇宙学中，星系形成是一等级过程观测：几乎坐所有星系中心都存在超大质量黑洞理论和观测：小结构首先形成，并合形成大的目前看到的星系星系并合不可避免地形成超大质量双黑洞第一代大（中等）质量黑洞吸积与并合形成超大质量黑洞及其自转1.1、观测和ΛCDM宇宙学星系形成和演化理论NGC4676：老鼠星系1、为什么要研究超大质量双黑洞在现在3Mice星系的形成和演化Mice星系的形成和演化41.2、活动星系核供能问题

星系相互作用与并合产生的非对称作用使星系盘中气体角动量再分布，低角动量的气体流向中心激发活动星系核的活动mergingGalaxy+galaxy

gas:starburstsgalaxyEvolutionShort-livedAGNsevolutionNormalgalaxyMartini2004星系与活动星系的大统一模型（？）1.2、活动星系核供能问题

星系相互作用与并合产生的非对称作51.3、GravitationalWaveAstrophysics:

LISA探测器的一个主要源探测广义相对论预言的引力波，检验广义相对论在极端条件下的适用性

NS+NSNS+BHWD+NSGravitationalradiationLIGRO,etc

Bigbang

SMBH+SMBHGravitationalradiationGravitationalradiationLISALISA1.3、GravitationalWaveAstroph6●解释喷流喷嘴方向的周期性进动：BLLac1.4、解释活动星系核中特殊观测特性●解释VLBI尺度上射电喷流的螺旋形结构

（Begelmanetal,1980,Nature）4C12.50●解释喷流喷嘴方向的周期性进动：1.4、解释活动星系核中特殊7●解释活动星系核中周期性光学爆发BLLacobjectOJ287:p=11.86yr(Sillapaaetal.1988,ApJ,Liu&Wu200,A&A)●解释活动星系核中周期性光学爆发BLLacobject82、

超大质量超大质量双黑洞的形成

与pc尺度困难2、超大质量超大质量双黑洞的形成

与pc尺度困难9束缚态超大质量双黑洞的形成BoundSMBBHsDynamicfriction

Galaxyinteraction动力学粘滞在这过程中起决定性作用束缚态超大质量双黑洞的形成BoundSMBBHsDynam10低角动量的气体流向中心黑洞，形成吸积盘，引发活动星系核的活动。低角动量的气体流向中心黑洞，形成吸积盘，引发活动星系核的活动11在此时，双黑洞间的束缚能小于星系中背景恒星随机运动能，双黑洞处于非束缚态：当束缚能大于随机运动能时，双黑洞进入束缚态在此时，双黑洞间的束缚能小于星系中背景恒星随机运动能，双黑洞12Pre-mergercandidates:3C75A,Bofdouble-pairsofradiojetsPre-mergercandidates:3C75A,B13TwoactivenucleiinonegalaxyNGC6240:a~1.4kpc

（Komossa,etal.,2003,ApJL）Ultra-luminousinfraredgalaxyUnusualopticalmorphology:interactinggalaxyTwox-rayactivenuclei:luminous,hardX-rayemission,strongneutralironlinesfrombothnucleiNuclearseparation:~1.5”=1.4KpcMassratio:q=m/M~1/3(majormerger)BHmasses:2ndcandidate:NGC3690/IC694(Arp299)[Balloetal.04]Twoactivenucleiinonegalax14双黑洞变硬

背景恒星同时与双黑洞发生三体碰撞，获得能量。当双黑洞单位质量的束缚能与背景恒星的随机运动能相当时，碰撞使恒星获得逃逸速度，而离开原来位置。于是在双黑洞周围相空间形成无恒星的损失锥于是，无动力学粘滞和恒星碰撞，角动量无法损失双黑洞变硬背景恒星同时与双黑洞发生三体碰撞，获得能量。于是15Thegravitationalwaveradiationbecomesimportantonlywhen[Liu,Wu,Cao03]Thebinarymaystallat~100rg<a<~10,000rgforatime-scalelongerthantheHubbletime-scale在互相绕着质心旋转时，双黑洞产生引力波辐射，可以带走角动量Thegravitationalwaveradiati16Numericalcomputationsdynamicfriction:(e.g.Yu2002,MNRAS)Numericalcomputationsdynamic17现有的观测表明，近邻星系中并不存在超大质量双黑洞！Possiblesocalledpc-scaleproblemHierarchicalgalaxyformationmodeliswrongorbinarycanloseitsangularmomentumduetoothermechanism(s)我们应该在紧邻星系中探测到大量的超大质量双黑洞现有的观测表明，近邻星系中并不存在Possiblesoca183、

超大质量双黑洞与吸积盘的相互作用3、超大质量双黑洞与吸积盘的相互作用19由于活动星系核吸积盘半径双黑洞在变硬的时候就与吸积盘发生相互作用对星系并合形成的超大质量双黑洞，与吸积盘的相互作用决定了其变硬后的演化命运(Ivanovetal.,99,Liu,etal.,03,Liu04)由于活动星系核吸积盘半径双黑洞在变硬的时候就与吸积盘发生相互20我们不清楚双黑洞是如何开始与吸积盘发生相互作用两个假设:吸积盘物质来源于星系盘，于是因角动量守恒而与星系盘共面。如果有喷流，喷流则与星系盘垂直

双黑洞轨道面与吸积盘面夹角由星系碰撞入射角决定，因而呈随机分布我们不清楚双黑洞是如何开始与吸积盘发生相互作用两个假设:双21如果双黑洞轨道内吸积盘质量Md>m

●

次黑洞与吸积盘发生正碰，产生激波、喷泉

●双黑洞损失轨道角动量而相互靠近

（Ivanovetal.1998,ApJ）次黑洞靠近吸积盘次黑洞进入吸积盘次黑洞穿过吸积盘次黑洞离开吸积盘如果双黑洞轨道内吸积盘质量Md>m

●次黑洞与吸积盘发生正22当轨道内吸积盘物质小于次黑洞物质时，双黑洞的作用使吸积盘扭曲、变形如果>H/r，吸积盘的变形以扩散形式向内外区传播最后吸积盘内区与双黑洞轨道面共面（Ivanovetal.99,Liu04）当轨道内吸积盘物质小于次黑洞物质时，双黑洞的作用使吸积盘扭曲23变形传播速度决定于共振激发角动量横向转移（Papaloizou&Pringle1983,MNRAS)共面盘外边沿在变形向外转移角动量与粘滞向内转移角动量平衡处：变形传播速度决定于共振激发角动量横向转移（Papaloizo24转动的Kerr黑洞使其周围时空随其一起旋转：Lens-Thirringframe-dragging当Kerr黑洞与吸积盘不共面时，吸积盘因Lens-Thirring效应与转动的黑洞交换角动量，吸积盘内区于是在短时间内与黑洞赤道面共面Bardeen-Peterson效应(Bardeen&Peterson75)

共面区域的半径称为Bardeen-Peterson半径转动的Kerr黑洞使其周围时空随其一起旋转：当Kerr黑洞与25吸积盘与轨道面的共面至Bardeen-Peterson半径在BP半径处，向内、外转移角动量达到平衡对典型活动星系核黑洞吸积，BP半径为吸积盘与轨道面的共面至Bardeen-Peterson半径26根据牛顿第三定律，在Kerr黑洞改变吸积盘内区的同时，吸积盘也同时改变黑洞自转轴方向并最终使黑洞自转轴与吸积盘垂直。这一过程大约需要时间：因此，超大质量双黑洞与吸积盘间的相互作用使中心黑洞自转轴方向由初始时垂直于星系盘而改变为垂直于双黑洞轨道面由于相对论喷流总是沿黑洞自转轴方向形成，黑洞自转轴的改变将直接导致喷流方向改变根据牛顿第三定律，在Kerr黑洞改变吸积盘内区的同时，吸积盘27Observationalevidenceforthedisk-binaryinteraction3C326X-shapedradiosources（Liu2004,MNRAS）3C403Observationalevidenceforthe28观测、理论对碰对观测：大约7%的射电源属于X-形态源[Leahy&Parma92]理论：喷流等离子体遗迹可探测时间大约一千万年，7%的探测概率意味着低亮度的FRII射电星系寿命大约一亿年。这和测得的AGN寿命一致观测：X-形射电形态只在低亮度的FRII射电星系中存在(Dennett-Thorpeetal02)理论：喷流方向的改变只发生于有标准吸积盘系统中，具有非标准盘的系统喷流方向不变。现有的观测表明，FRII射电星系中的吸积盘是标准的而FRI射电星系中的吸积盘则很可能是非标准的观测：喷流遗迹与寄住星系盘垂直理论：在吸积盘与超大质量双黑洞发生相互作用前，吸积盘因角动量守恒而与星系盘共面，因而产生的喷流与吸积盘和星系盘垂直观测：活动的喷流随机取向理论：新喷流方向垂直于双黑洞轨道面，而星系并合形成的超大质量双黑洞相对于星系盘取向随机观测、理论对碰对观测：大约7%的射电源属于X-形态源[L29VLA0.05”HST0.05”156radiosourcesRandomdistributionofjetorientations

(Liu,Zhang,Wu,2005,inpreparation)VLAHST156radiosourcesRandom30Random(KS---0.124)WithrespecttomajoraxisofhostgalaxyRandom(KS---0.124)Withrespec31WithrespecttodustlaneinhostgalaxyΦ:anglebetweendustlaneandmajoraxisofhostgalaxyRelaxedsystemUnrelaxedsystemWithrespecttodustlaneinh323.2Coplanarbinary-disksystem:resonantinteractionThepotentialduetothesecondaryrrsFourierexpensionΚ:epicyclicfrequency3.2Coplanarbinary-disksyste33Secondaryperturbation:initiatesdensitywavesatLindladresonanceradiusm=Secondaryperturbation:initia34ThewholeinnerregionisdestroyedbywavesThewholeinnerregionisdest35OpensagapintheaccretiondiskTheouterboundaryofthegap:Theinnerboundary:Lin&Papaloizou,1986,ApJr=R/R0;rs=0.8Opensagapintheaccretiond363.3、Removalofmatterintheinneraccretiondisk(Liu,Wu,Cao,2003,MNRAS)Binary-diskresonantinteractionDisktruncationduetoSMBBHscoalescence3.3、Removalofmatterinthei37

WhentheSMBBHsmerge,theinnerdisk

disappearsandleavesabigholewithatruncationradius

(Liu,Wu,Cao,2002,MNRAS):

Refillingtime-scale:WhentheSMBBHsmerge,thein38InterruptionofjetformationinDouble-doubleradiogalaxies(DDRGs)

(Liu,Wu,Cao,2003,MNRAS)DDRG3C219withhotspotsintheouterlobesInterruptionofjetformation39DDRGJ0116-473withwingedfeature(?)～1-10%FRIIsDDRGJ0116-473withwingedfea40观测、理论对比(Liuetal03)观测：InterruptionofjetformationinDDRGs理论：吸积盘内区被次黑洞所剔除导致喷流形成短暂中止观测：Twopairsofwell-alignedradiolobes理论：双黑洞轨道面合并前已与吸积盘共面，双黑洞的并合不会明显改变黑洞自转轴方向，所以新老喷流方向基本一致观测：只在低亮度的FRII射电星系中发现理论：超大质量双黑洞只有在与标准吸积盘相互作用时才导致吸积盘内区被清空。当双黑洞并合时，星系进入其中老年时期，所以相对较暗观测：Interruptiontimescale:~Myr理论：当吸积盘物质重新充满内区时新喷流产生。外盘从大约500rG处因粘滞而缓慢填满整个内区所需要时间为t=r/vr~1Myr观测、理论对比(Liuetal03)观测：Interr413.4、PeriodicoutburstsinAGNs

(Liu&Wu,2002,A&A;Zhao,Liu,Wu,2005,A&A,inpreparation)HydrodynamicsPeriodicoutburstsdueto(1)binary-diskinteraction,(2)precessionofjetorientationand(3)motionofplasmainhelicaljetsinAGNs

double-peakedoutburstsifaccretionisadvectiondominated(ADAF)Low-luminosityAGNs(e.g.BLLacobjects)Oneisthermalandtheotherissynchrotronemissionfromjetssingle-peakedoutburstsifaccretiondiskisastandardthindisk(e.g.BlazarsexceptBLLacs)3.4、PeriodicoutburstsinAGNs42Data:combinationoftwodatabases(USA)UniversityofMichiganRadioAstronomyObservatory(UMRAO)35years;8.0GHzNationalRadioAstronomyObservatory(NRAO)21years;8.2GHz45BLLacobjects&91QuasarsDataanalysisFourierspectrumanalysis,etcData:combinationoftwodatab43(3/2)23/2Fundamentalfrequency(3/2)23/2Fundamentalfreq44FourtypesIn29/45BLLacobjectsand49/91quasars:P~1-10yrFourtypesIn29/45BLLacobje454、超大质量双黑洞并合：

4.1、引力波源SpaceandTimeareperiodicallydistorted4、超大质量双黑洞并合：

4.1、引力波源Spaceand46超大质量双黑洞系统中的吸积盘-Formationand课件47LaserInterferometerSpaceAntenna(LISA)在地球-太阳系统的第二拉格朗日点绕太阳旋转当引力波扫过三个探测器时引起相对位置变化。探测器探测变化的幅度和频率LaserInterferometerSpaceAnt48LISA和地面探测器LIGO能探测的引力波幅度和频率Gravitationalwaveastrophysics:LISA

Mergerrates:expectation~1event/yearMergerhistory:hierarchicalgalaxyformationmodelConstraintsonformationscenariosofhigh-z,low-massgalaxiesBHmassmeasurementsGWstandardcandles：引力波宇宙学LISA和地面探测器LIGO能探测的引力波幅度和频率Grav49LISA探测器的候选源LISA探测器的候选源504.2、余辉当流体重新填充满内区时，形成X-射线辐射：afterglow探测X-射线余辉为LISA探测到的引力波源提供准确位置4.2、余辉当流体重新填充满内区时，形成X-射线辐射：aft51Largestpossiblerecoilvelocity(Favataetal.,2004,ApJ)4.3、并合黑洞的反冲速度Largestpossiblerecoilveloci52Post-mergedSMBHsisexpectedtoEscapeindiskgalaxy(Merrittetal04,ApJ)星系核中心不存在黑洞off-centeractivenuclei(Madauetal04,ApJ)预言Post-mergedSMBHsisexpected53结论我们讨论了超大质量双黑洞的形成和演化，给出了部分观测证据详细讨论了超大质量双黑洞与吸积盘相互作用的主要特性：共振与物质空环的形成超大质量双黑洞的研究，对引力波探测、检验广义相对论、宇宙学星系形成与演化、活动星系核能源供给等都有重要意义对超大质量双黑洞研究的最大推动将来自引力波探测器LISA：我们等待LISA上天结论我们讨论了超大质量双黑洞的形成和演化，给出了部分观测证据54超大质量双黑洞系统中的吸积盘刘富坤北京大学天文系超大质量双黑洞系统中的吸积盘刘富坤55目录为什么研究大质量双黑洞及其吸积盘大质量双黑洞的形成大质量双黑洞与吸积盘的相互作用大质量双黑洞的并合及引力波探测结论目录为什么研究大质量双黑洞及其吸积盘56NGC4676：老鼠星系1、为什么要研究超大质量双黑洞在现在流行的ΛCDM宇宙学中，星系形成是一等级过程观测：几乎坐所有星系中心都存在超大质量黑洞理论和观测：小结构首先形成，并合形成大的目前看到的星系星系并合不可避免地形成超大质量双黑洞第一代大（中等）质量黑洞吸积与并合形成超大质量黑洞及其自转1.1、观测和ΛCDM宇宙学星系形成和演化理论NGC4676：老鼠星系1、为什么要研究超大质量双黑洞在现在57Mice星系的形成和演化Mice星系的形成和演化581.2、活动星系核供能问题

星系相互作用与并合产生的非对称作用使星系盘中气体角动量再分布，低角动量的气体流向中心激发活动星系核的活动mergingGalaxy+galaxy

gas:starburstsgalaxyEvolutionShort-livedAGNsevolutionNormalgalaxyMartini2004星系与活动星系的大统一模型（？）1.2、活动星系核供能问题

星系相互作用与并合产生的非对称作591.3、GravitationalWaveAstrophysics:

LISA探测器的一个主要源探测广义相对论预言的引力波，检验广义相对论在极端条件下的适用性

NS+NSNS+BHWD+NSGravitationalradiationLIGRO,etc

Bigbang

SMBH+SMBHGravitationalradiationGravitationalradiationLISALISA1.3、GravitationalWaveAstroph60●解释喷流喷嘴方向的周期性进动：BLLac1.4、解释活动星系核中特殊观测特性●解释VLBI尺度上射电喷流的螺旋形结构

（Begelmanetal,1980,Nature）4C12.50●解释喷流喷嘴方向的周期性进动：1.4、解释活动星系核中特殊61●解释活动星系核中周期性光学爆发BLLacobjectOJ287:p=11.86yr(Sillapaaetal.1988,ApJ,Liu&Wu200,A&A)●解释活动星系核中周期性光学爆发BLLacobject622、

超大质量超大质量双黑洞的形成

与pc尺度困难2、超大质量超大质量双黑洞的形成

与pc尺度困难63束缚态超大质量双黑洞的形成BoundSMBBHsDynamicfriction

Galaxyinteraction动力学粘滞在这过程中起决定性作用束缚态超大质量双黑洞的形成BoundSMBBHsDynam64低角动量的气体流向中心黑洞，形成吸积盘，引发活动星系核的活动。低角动量的气体流向中心黑洞，形成吸积盘，引发活动星系核的活动65在此时，双黑洞间的束缚能小于星系中背景恒星随机运动能，双黑洞处于非束缚态：当束缚能大于随机运动能时，双黑洞进入束缚态在此时，双黑洞间的束缚能小于星系中背景恒星随机运动能，双黑洞66Pre-mergercandidates:3C75A,Bofdouble-pairsofradiojetsPre-mergercandidates:3C75A,B67TwoactivenucleiinonegalaxyNGC6240:a~1.4kpc

（Komossa,etal.,2003,ApJL）Ultra-luminousinfraredgalaxyUnusualopticalmorphology:interactinggalaxyTwox-rayactivenuclei:luminous,hardX-rayemission,strongneutralironlinesfrombothnucleiNuclearseparation:~1.5”=1.4KpcMassratio:q=m/M~1/3(majormerger)BHmasses:2ndcandidate:NGC3690/IC694(Arp299)[Balloetal.04]Twoactivenucleiinonegalax68双黑洞变硬

背景恒星同时与双黑洞发生三体碰撞，获得能量。当双黑洞单位质量的束缚能与背景恒星的随机运动能相当时，碰撞使恒星获得逃逸速度，而离开原来位置。于是在双黑洞周围相空间形成无恒星的损失锥于是，无动力学粘滞和恒星碰撞，角动量无法损失双黑洞变硬背景恒星同时与双黑洞发生三体碰撞，获得能量。于是69Thegravitationalwaveradiationbecomesimportantonlywhen[Liu,Wu,Cao03]Thebinarymaystallat~100rg<a<~10,000rgforatime-scalelongerthantheHubbletime-scale在互相绕着质心旋转时，双黑洞产生引力波辐射，可以带走角动量Thegravitationalwaveradiati70Numericalcomputationsdynamicfriction:(e.g.Yu2002,MNRAS)Numericalcomputationsdynamic71现有的观测表明，近邻星系中并不存在超大质量双黑洞！Possiblesocalledpc-scaleproblemHierarchicalgalaxyformationmodeliswrongorbinarycanloseitsangularmomentumduetoothermechanism(s)我们应该在紧邻星系中探测到大量的超大质量双黑洞现有的观测表明，近邻星系中并不存在Possiblesoca723、

超大质量双黑洞与吸积盘的相互作用3、超大质量双黑洞与吸积盘的相互作用73由于活动星系核吸积盘半径双黑洞在变硬的时候就与吸积盘发生相互作用对星系并合形成的超大质量双黑洞，与吸积盘的相互作用决定了其变硬后的演化命运(Ivanovetal.,99,Liu,etal.,03,Liu04)由于活动星系核吸积盘半径双黑洞在变硬的时候就与吸积盘发生相互74我们不清楚双黑洞是如何开始与吸积盘发生相互作用两个假设:吸积盘物质来源于星系盘，于是因角动量守恒而与星系盘共面。如果有喷流，喷流则与星系盘垂直

双黑洞轨道面与吸积盘面夹角由星系碰撞入射角决定，因而呈随机分布我们不清楚双黑洞是如何开始与吸积盘发生相互作用两个假设:双75如果双黑洞轨道内吸积盘质量Md>m

●

次黑洞与吸积盘发生正碰，产生激波、喷泉

●双黑洞损失轨道角动量而相互靠近

（Ivanovetal.1998,ApJ）次黑洞靠近吸积盘次黑洞进入吸积盘次黑洞穿过吸积盘次黑洞离开吸积盘如果双黑洞轨道内吸积盘质量Md>m

●次黑洞与吸积盘发生正76当轨道内吸积盘物质小于次黑洞物质时，双黑洞的作用使吸积盘扭曲、变形如果>H/r，吸积盘的变形以扩散形式向内外区传播最后吸积盘内区与双黑洞轨道面共面（Ivanovetal.99,Liu04）当轨道内吸积盘物质小于次黑洞物质时，双黑洞的作用使吸积盘扭曲77变形传播速度决定于共振激发角动量横向转移（Papaloizou&Pringle1983,MNRAS)共面盘外边沿在变形向外转移角动量与粘滞向内转移角动量平衡处：变形传播速度决定于共振激发角动量横向转移（Papaloizo78转动的Kerr黑洞使其周围时空随其一起旋转：Lens-Thirringframe-dragging当Kerr黑洞与吸积盘不共面时，吸积盘因Lens-Thirring效应与转动的黑洞交换角动量，吸积盘内区于是在短时间内与黑洞赤道面共面Bardeen-Peterson效应(Bardeen&Peterson75)

共面区域的半径称为Bardeen-Peterson半径转动的Kerr黑洞使其周围时空随其一起旋转：当Kerr黑洞与79吸积盘与轨道面的共面至Bardeen-Peterson半径在BP半径处，向内、外转移角动量达到平衡对典型活动星系核黑洞吸积，BP半径为吸积盘与轨道面的共面至Bardeen-Peterson半径80根据牛顿第三定律，在Kerr黑洞改变吸积盘内区的同时，吸积盘也同时改变黑洞自转轴方向并最终使黑洞自转轴与吸积盘垂直。这一过程大约需要时间：因此，超大质量双黑洞与吸积盘间的相互作用使中心黑洞自转轴方向由初始时垂直于星系盘而改变为垂直于双黑洞轨道面由于相对论喷流总是沿黑洞自转轴方向形成，黑洞自转轴的改变将直接导致喷流方向改变根据牛顿第三定律，在Kerr黑洞改变吸积盘内区的同时，吸积盘81Observationalevidenceforthedisk-binaryinteraction3C326X-shapedradiosources（Liu2004,MNRAS）3C403Observationalevidenceforthe82观测、理论对碰对观测：大约7%的射电源属于X-形态源[Leahy&Parma92]理论：喷流等离子体遗迹可探测时间大约一千万年，7%的探测概率意味着低亮度的FRII射电星系寿命大约一亿年。这和测得的AGN寿命一致观测：X-形射电形态只在低亮度的FRII射电星系中存在(Dennett-Thorpeetal02)理论：喷流方向的改变只发生于有标准吸积盘系统中，具有非标准盘的系统喷流方向不变。现有的观测表明，FRII射电星系中的吸积盘是标准的而FRI射电星系中的吸积盘则很可能是非标准的观测：喷流遗迹与寄住星系盘垂直理论：在吸积盘与超大质量双黑洞发生相互作用前，吸积盘因角动量守恒而与星系盘共面，因而产生的喷流与吸积盘和星系盘垂直观测：活动的喷流随机取向理论：新喷流方向垂直于双黑洞轨道面，而星系并合形成的超大质量双黑洞相对于星系盘取向随机观测、理论对碰对观测：大约7%的射电源属于X-形态源[L83VLA0.05”HST0.05”156radiosourcesRandomdistributionofjetorientations

(Liu,Zhang,Wu,2005,inpreparation)VLAHST156radiosourcesRandom84Random(KS---0.124)WithrespecttomajoraxisofhostgalaxyRandom(KS---0.124)Withrespec85WithrespecttodustlaneinhostgalaxyΦ:anglebetweendustlaneandmajoraxisofhostgalaxyRelaxedsystemUnrelaxedsystemWithrespecttodustlaneinh863.2Coplanarbinary-disksystem:resonantinteractionThepotentialduetothesecondaryrrsFourierexpensionΚ:epicyclicfrequency3.2Coplanarbinary-disksyste87Secondaryperturbation:initiatesdensitywavesatLindladresonanceradiusm=Secondaryperturbation:initia88ThewholeinnerregionisdestroyedbywavesThewholeinnerregionisdest89OpensagapintheaccretiondiskTheouterboundaryofthegap:Theinnerboundary:Lin&Papaloizou,1986,ApJr=R/R0;rs=0.8Opensagapintheaccretiond903.3、Removalofmatterintheinneraccretiondisk(Liu,Wu,Cao,2003,MNRAS)Binary-diskresonantinteractionDisktruncationduetoSMBBHscoalescence3.3、Removalofmatterinthei91

WhentheSMBBHsmerge,theinnerdisk

disappearsandleavesabigholewithatruncationradius

(Liu,Wu,Cao,2002,MNRAS):

Refillingtime-scale:WhentheSMBBHsmerge,thein92InterruptionofjetformationinDouble-doubleradiogalaxies(DDRGs)

(Liu,Wu,Cao,2003,MNRAS)DDRG3C219withhotspotsintheouterlobesInterruptionofjetformation93DDRGJ0116-473withwingedfeature(?)～1-10%FRIIsDDRGJ0116-473withwingedfea94观测、理论对比(Liuetal03)观测：InterruptionofjetformationinDDRGs理论：吸积盘内区被次黑洞所剔除导致喷流形成短暂中止观测：Twopairsofwell-alignedradiolobes理论：双黑洞轨道面合并前已与吸积盘共面，双黑洞的并合不会明显改变黑洞自转轴方向，所以新老喷流方向基本一致观测：只在低亮度的FRII射电星系中发现理论：超大质量双黑洞只有在与标准吸积盘相互作用时才导致吸积盘内区被清空。当双黑洞并合时，星系进入其中老年时期，所以相对较暗观测：Interruptiontimescale:~Myr理论：当吸积盘物质重新充满内区时新喷流产生。外盘从大约500rG处因粘滞而缓慢填满整个内区所需要时间为t=r/vr~1Myr观测、理论对比(Liuetal03)观测：Interr953.4、PeriodicoutburstsinAGNs

(Liu&Wu,2002,A&A;Zhao,Liu,Wu,2005,A&A,inpreparation)HydrodynamicsPeriodicoutburstsdueto(1)binary-diskinteraction,(2)precessionofjetorientationand(3)motionofplasmainhelicaljetsinAGNs

double-peakedoutburstsifaccretionisadvectiondominated(ADAF)Low-luminosityAGNs(e.g.BLLacobjects)Oneisthermalandtheotherissynchrotronemissionfromjetssingle-peakedoutbursts