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打破定律:核球 -Sérsic 星系与核心 -Sérsic 星系的 $M_{bh}$-$M_{spheroid}$ 质量关系

宇宙学与河外天体物理 2015-06-04 v1 星系天体物理

摘要

流行的超大质量黑洞质量 MbhM_{bh} 与宿主核球动力学质量 MspheroidM_{spheroid} 之间的对数线性关系被证明需要显著修正。核心星系通常具有 Mbh>2×108MSunM_{bh} > 2\times10^8 M_{Sun},被认为形成于干并合事件,其特性可由线性关系很好地描述,其中黑洞质量中位数为 0.36%——约为旧恒定值的两倍。更重要的是,在(非伪核球)低质量系统中,Mbh(Mspheroid)2M_{bh} \sim (M_{spheroid})^2:具体而言,log[Mbh/MSun]=(1.92±0.38)log[Mspheroid/7×1010MSun]+(8.38±0.17)\log[M_{bh}/M_{Sun}] = (1.92\pm0.38)\log[M_{spheroid}/7\times10^{10}M_{Sun}] + (8.38\pm0.17)。 hosting 一个 106MSun10^6 M_{Sun} 黑洞的‘经典’核球,其 Mbh/Mspheroid0.025%M_{bh}/M_{spheroid} \sim 0.025\%。这些新关系 (i) 使 Mbhσ5M_{bh} \sim \sigma^5 关系与 LσxL \sim \sigma^x(亮核球 MB<20.5M_B < -20.5 mag 时指数 x=5x=5,暗核球时 x=2x=2)的事实相一致,(ii) 模拟了 MbhM_{bh}-(Sérsic nn) 图中的非(对数线性)行为,(iii) 迫使存在一个先前被忽视的适用于 Sérsic(即非核心 -Sérsic)星系的 MbhL2.5M_{bh} \sim L^{2.5} 关系,以及 (iv) 解决了低质量端与 MbhM_{bh}-σ\sigma 关系在质量预测上的过往冲突。此外,‘经典’核球的 MbhM_{bh}-MspheroidM_{spheroid} 关系的弯曲性质将产生一系列重要推论,涉及 (i) 星系/黑洞形成理论,(ii) 寻找基本黑洞标度关系,(iii) 其他星系的黑洞质量预测,(iv) 所谓的伪核球探测,(v) 基于光度函数的黑洞质量函数和质量密度估计,(vi) 空间引力波探测预测,(vii) 与核星团标度关系的联系,(viii) 不同宇宙时期的演化研究,(ix) 将非活动黑洞质量与低质量 AGN 数据进行匹配的比较和校准等。

关键词

引用

@article{arxiv.1202.1878,
  title  = {Breaking the law: the M_{bh}-M_{spheroid} mass relations for core-Sersic and Sersic galaxies},
  author = {Alister W. Graham},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1202.1878},
  year   = {2015}
}

备注

4.5 pages plus references