利用长周期双星约束银河系中心的暗尖峰

人们认为，星系核中的超大质量黑洞（MBHs）被高密度的恒星团所包围，其质量主要由难以探测的暗弱恒星和致密残骸组成。这种暗尖峰主导着 MBH 附近的动力学：银河系中心（GC）的暗尖峰将强烈影响那里的广义相对论轨道测试；在宇宙尺度上，暗尖峰决定了致密残骸螺旋落入 MBH 时的引力波发射事件率，并改变了潮汐瓦解事件的发生率，此处仅列举部分影响。最近发现的一颗长周期大质量年轻双星（$P_{12} \lesssim 1$ yr, $M_{12} \sim O(100 M_\odot)$, $T_{12} \sim 6\times10^6$ yr），距离银河系 MBH 仅约 0.1 pc（Pfuhl 等人，2013），为那里的双体弛豫时标设定了下限，$\min t_{\mathrm{rlx}} \sim (P_{12}/M_{12})^{2/3}T_{12} \sim 10^7$ yr，相应地，基于该双星抵抗暗尖峰蒸发的生存能力，给出了恒星数密度的上限，$\max n \sim \text{few} \times 10^8/\langle M_\star^2 \rangle \, \mathrm{pc}^{-3}$。然而，保守的动力学估计（即流失极限）表明$t_{\mathrm{rlx}} > O(10^8)$ yr。因此，此类大质量双星寿命太短且结合过紧，无法约束致密的弛豫暗尖峰。我们在此详细探讨了利用周期更长、质量更小且寿命更长的双星（$P_{12} \sim \text{few yr}$, $M_{12} \sim 2\text{-}4 M_\odot$, $T_{12} \sim 10^8\text{-}10^{10}$ yr）来探测暗尖峰的可能性，这些双星目前刚低于探测阈值，并建立了将其未来在 GC 巨星中的探测结果转化为动力学约束的框架。