利用多历元光谱学限制类星体中的亚秒差距双超大质量黑洞。II. 具有运动学偏移宽巴尔默发射线的种群
宇宙学与河外天体物理
2015-06-18 v2
摘要
长期以来已知一小部分类星体在宽巴尔默线中显示出相对于宿主星系系统红移的整体速度偏移。解释这些偏移的模型通常 invoking 单黑洞（BHs）周围的宽线区气体运动学/不对称性、大质量（~亚秒差距）双黑洞（BBHs）的轨道运动，或反冲黑洞，但单历元光谱无法区分这些情形。来自长期光谱监测的视线（LOS）径向速度（RV）偏移可用于检验 BBH 假说。我们从 SDSS DR7 类星体星表中选取了 399 个具有偏移宽 H-beta 线的类星体样本，并对其中 50 个进行了第二历元光学光谱观测。结合现有的 SDSS 光谱，新观测使我们能够在几年到近十年的静止系基线上限制宽 H-beta 线的 LOS RV 偏移。利用互相关分析，我们在 50 个天体中的 24 个里检测到了显著的（99% 置信度）宽 H-beta 线径向加速度。我们提出，这 24 个探测中有 9 个是亚秒差距 BBH 候选体，它们显示出从第二条宽线（H-alpha 或 Mg II）独立测量的一致速度偏移，且宽线轮廓无显著变化。结合第一篇论文中对一般类星体种群的研究结果，我们发现第一历元光谱中的速度偏移与两历元间的平均加速度之间存在初步的反相关性，这可以通过轨道相位调制来解释，即当引起线位移的运动轨道周期中两历元的时间间隔占不可忽略的比例时。我们讨论了结果对于在偏移线类星体中识别亚秒差距 BBH 候选体以及限制其频率和轨道参数的意义。[节略]
引用
@article{arxiv.1312.6694,
title = {Constraining Sub-Parsec Binary Supermassive Black Holes in Quasars with Multi-Epoch Spectroscopy. II. The Population with Kinematically Offset Broad Balmer Emission Lines},
author = {Xin Liu and Yue Shen and Fuyan Bian and Abraham Loeb and Scott Tremaine},
journal= {arXiv preprint arXiv:1312.6694},
year = {2015}
}
备注
23 pages, 18 figures, ApJ in press