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现今中心黑洞的普适最小质量尺度

星系天体物理 2017-09-21 v2

摘要

质量为 M102105M_{\bullet} \approx 10^{2} - 10^{5} 太阳质量(MM_{\odot})的中等质量黑洞(IMBHs)是长期寻找的、由超新星产生的恒星黑洞与通过经验 M/σM_{\bullet}/\sigma_{\star} 关联与星系演化相联系的大质量黑洞之间缺失的环节。我们证明,在遵循普适 M/σM_{\bullet}/\sigma_{\star} 关系的星系中,从局部致密环境中吸积恒星的低质量黑洞种子,在宇宙年龄期间会增长到 M03×105M{\mathcal{M}}_{0}\approx3\times10^{5}M_{\odot}5%5\% 下限)以上,这与未知的种子质量和形成过程无关。质量 M0{\mathcal{M}}_{0} 对不确定的形成红移依赖较弱,并为现今黑洞设定了一个普适的最小质量尺度。这可以解释为什么至今尚未发现 IMBHs,并意味着现今 σ<S040kms1\sigma_{\star}<{\mathcal{S}}_{0}\approx40\,\mathrm{km\,s}^{-1} 的星系缺乏中心黑洞,或者仅最近才形成。低红移处 IMBHs 的匮乏对潮汐瓦解和引力波并合具有可观测的启示。

关键词

引用

@article{arxiv.1701.00415,
  title  = {A universal minimal mass scale for present-day central black holes},
  author = {Tal Alexander and Ben Bar-Or},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1701.00415},
  year   = {2017}
}

备注

Published in Nature Astronomy (http://www.nature.com/articles/s41550-017-0147). This is the Authors' final version, which is identical in content to the published version but slightly different in the presentation