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通过二元破坏和引力波反弹在巨型椭圆星系中的核心形成

星系天体物理 2024-08-23 v1

摘要

超大质量黑洞(SMBH)二元的破坏作用是解释巨型椭圆星系中所见核心的最被接受的机制。然而,还需要一种额外的机制来解释最大观测到的核心。引力波(GW)反弹预期会触发核心的进一步增长,因为来自动力学摩擦的后续加热会从中心区域移除恒星。我们对来自多组分星系的巨型椭圆星系中的核心形成进行了建模,既包括二元破坏,也包括由GW反弹引起的加热,并检验它们的独特特征。旨在确定核心在三维空间密度中是否可唯一归因于其中一种过程,以及能否推断出kick的大小。我们对四个核心大于0.5 kpc的巨型椭圆星系进行了N体模拟,基于观测到的参数。经过二元破坏和硬化后,对合并后SMBH残留体施加范围为0.5-0.9倍星系逃逸速度的GW反弹kick。我们发现,二元破坏 alone 无法形成NGC 1600和A2147-BCG的核心,这些星系的核心小于1.3 kpc。然而,NGC 6166和A2261-BCG的核心大于2 kpc需要来自小于0.5倍星系逃逸速度的GW反弹kick的加热。GW反弹加热的独特特征是表面亮度分布更平坦,对应于三维空间密度中的真正平坦的核心。它还优先移除来自星系核的低角动量轨道上的恒星。

关键词

引用

@article{arxiv.2408.12537,
  title  = {Core formation by binary scouring and gravitational wave recoil in massive elliptical galaxies},
  author = {Nader Khonji and Alessia Gualandris and Justin I. Read and Walter Dehnen},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2408.12537},
  year   = {2024}
}

备注

19 pages, 13 figures, accepted for publication in ApJ