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通过潮汐瓦解事件的光学辐射在致密恒星系统中搜寻中等质量黑洞

星系天体物理 2025-06-04 v1

摘要

中等质量黑洞预计存在于球状星团和一般的致密恒星系统中,但尚未被确凿探测到。潮汐瓦解事件(恒星被黑洞引力场潮汐瓦解)已被观测到发生在星系中心的超大质量黑洞周围,并且也应该发生在中等质量黑洞周围,尤其是在致密恒星系统的致密恒星核中。然而,迄今为止,在这种环境中尚未观测到任何此类事件。利用兹威基暂现设施的数据,我们搜索了与致密恒星系统相关的潮汐瓦解事件,但未发现任何事件。这一未探测结果使我们能够将致密恒星系统中的潮汐瓦解事件率上限设为nTDE,Total107CSS1yr1n_\text{TDE,Total}\lessapprox10^{-7} CSS^{-1}\text{yr}^{-1},这比观测到的超大质量黑洞与1倍太阳质量主序星在巨星系核中相互作用的潮汐瓦解事件率低两个数量级。我们还考虑了通过潮汐剥离过程在巡天体积中形成的超致密矮星系。假设这些致密恒星系统包含超大质量黑洞,且潮汐瓦解事件率与当前在星系核中观测到的光学事件率(约\num3.2E5gal1yr1\num{3.2E-5}\text{gal}^{-1}\text{yr}^{-1})相当,我们确定在巡天体积中通过潮汐剥离过程形成的超致密矮星系数量的上限为NGC, Strip<\num1.4E4N_\text{GC, Strip}<\num{1.4E4},我们估计这代表质量大于10610^6倍太阳质量的球状星团群体的<6%< 6\%

关键词

引用

@article{arxiv.2404.09144,
  title  = {A search for intermediate-mass black holes in compact stellar systems through optical emissions from tidal disruption events},
  author = {Richard T. Pomeroy and Mark A. Norris},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2404.09144},
  year   = {2025}
}

备注

8 pages, 5 figures