在 NGC 4472 中 728 个球状星团里探测中等质量黑洞

中等质量黑洞（IMBH）按定义质量范围为 $M_{\rm IMBH} \sim 10^{2-5}~M_\odot$，这一区间观测约束极少。在球状星团（GC）中发现 IMBH 将验证早期宇宙中大质量黑洞种子的一条形成通道。在此，我们模拟了下一代甚大阵列（ngVLA）对室女座星系团星系 NGC 4472 中 728 个 GC 候选体的 60 小时观测。将射电探测阈值解释为吸积到 IMBH 上的特征，我们在三种情形下基准测试了 IMBH 质量阈值，得到如下结果：（1）ESO 243-49 HLX-1 的射电类似体——一个位于星团中、质量为 $M_{\rm IMBH}^{\rm HLX} \sim 10^{4-5}~M_\odot$ 的强 IMBH 候选体——在所有 728 个 GC 候选体中均易于探测。（2）对于已有 X 射线探测的 30 个 GC 候选体，涉及黑洞质量及 X 射线与射电光度的经验基本平面关系表明可探测到 $M_{\rm IMBH}^{\rm FP} \sim 10^{1.7-3.6}~M_\odot$，不确定度为 0.44 dex。（3）对全部 728 个 GC 候选体及 GC 候选体的射电堆叠应用了基准 Bondi 吸积模型。该模型表明可探测的 IMBH 质量（统计不确定度 0.39 dex）为：单个 GC 候选体 $M_{\rm IMBH}^{\rm B} \sim 10^{4.9-5.1}~M_\odot$，约 100–200 个 GC 候选体的射电堆叠 $M_{\rm IMBH}^{\rm B,stack} \sim 10^{4.5}~M_\odot$。基准 Bondi 模型提供了初步指导，但存在额外系统不确定度，应被 GC 内气体流动流体力学模拟所取代。