M81球状星团中中等质量黑洞的甚大阵列搜寻
星系天体物理
2016-07-06 v1
摘要
Nantais等人使用哈勃空间望远镜定位了M81（距离3.63 Mpc的螺旋星系）中可能的球状星团(GCs)。理论预测GCs可容纳质量为M_BH ~ 100 - 100,000 M_sun的中等质量黑洞(IMBHs)。在GCs中发现IMBHs可验证早期宇宙中种子黑洞的形成通道，支持空间任务中的引力波预测，并检验恒星系统与其所容纳的中心黑洞之间的标度关系。我们使用NRAO卡尔·G·央斯基甚大阵列(VLA)在M81的镶嵌图中搜寻206个可能GCs的IMBH吸积辐射特征。观测波长为5.5 cm，空间分辨率为1.5角秒(26.4 pc)。未探测到任何单个GC，也未探测到206个GCs和49个恒星质量M_star \gtrsim 200,000 M_sun的大质量GCs的加权平均图像堆叠。我们应用半经验模型预测一个IMBH的质量，该黑洞若在长寿命硬X射线态中经历吸积，则与给定射电光度一致。3σ射电光度上限对应于所有星团堆叠的平均IMBH质量M_BH(all) < 42,000 M_sun，以及大质量星团堆叠的M_BH(massive) < 51,000 M_sun。我们还应用经验基本面关系于两个X射线探测星团，发现它们在95%置信度下的单个IMBH质量分别为M_BH < 99,000 M_sun和M_BH < 15,000 M_sun。最后，在任何单个M81 GC中均未出现HLX-1（一个河外恒星团中的强IMBH候选体）的类似体。这凸显了HLX-1现象的独特性或稀有性。
引用
@article{arxiv.1604.04785,
title = {A Very Large Array Search for Intermediate-Mass Black Holes in Globular Clusters in M81},
author = {J. M. Wrobel and J. C. A. Miller-Jones and M. J. Middleton},
journal= {arXiv preprint arXiv:1604.04785},
year = {2016}
}
备注
23 pages; 7 figures; accepted by AJ