河外星系晕中等质量黑洞的直接引力成像

星系晕中可能包含大量质量在 $10^{2-6}$ 太阳质量范围内的中等质量黑洞。我们提出通过在亚毫米波段以高角分辨率观测多重成像的类星体-星系或星系-星系强引力透镜系统，来直接探测这些中等质量黑洞。透镜星系晕中中等质量黑洞的剪影，在围绕类星体的尘埃发射区爱因斯坦环背景下，将表现为爱因斯坦半径尺度上的类单极或类偶极变化。我们使用粒子标记技术，将黑洞动态填充至银河系大小的暗物质晕中，并表明如果在约 1 kpc 的尺度上进行平滑处理，中等质量黑洞的面质量密度与数密度对距宿主晕中心的距离呈幂律依赖关系。大部分在靠近中心轨道上运行的黑洞是自由游荡的，因为它们在落入过程中由于潮汐剥离而失去了其暗物质宿主。具有高角分辨率（< 0.3 mas）的下一代亚毫米望远镜将能够直接绘制出透镜星系中质量约为 $10^6$ 太阳质量的此类核外自由游荡中等质量黑洞，该透镜星系的核心内拥有一个 O($10^9$) 太阳质量的超大质量黑洞。