旋涡星系平面黑洞质量标度关系的发现

超大质量黑洞（SMBHs）与其所居星系相比极为微小，却仍能影响宿主并与之共同演化。这种共生发展的证据体现于星系的结构与动力学及其与黑洞质量（$M_\mathrm{BH}$）的相关性中。在本研究中，我们聚焦于仅盘状星系独有的相对参数。为此，我们通过对数螺旋臂俯仰角（$\phi$）量化旋涡星系的结构，并通过星系盘的最大旋转速度（$v_\mathrm{max}$）量化其动力学。过去，我们曾分别研究过 $M_\mathrm{BH}$ 与 $\phi$ 或 $v_\mathrm{max}$ 之间的黑洞质量标度关系。如今，我们将这三个参数组合为一个三元 $M_\mathrm{BH}$-$\phi$-$v_\mathrm{max}$ 关系，在对旋涡星系黑洞质量的预测上达到了同类最佳的精度。由于大多数黑洞质量标度关系源自最庞大星系中最大 SMBHs 的样本，其在外推至低质量旋涡星系时缺乏确定性。因此，在试图甄别可能藏有神秘的中等质量黑洞（IMBHs）类群的星系时，难以可靠地使用现有标度关系。为此，我们提出这一新颖关系，作为利用旋涡星系搜寻 IMBHs 并探测黑洞质量函数低质量端的理想预测工具。鉴于大量星系的旋转速度已广泛可得，且俯仰角可从未校准图像轻松测得，我们预期 $M_\mathrm{BH}$-$\phi$-$v_\mathrm{max}$ 基本平面将成为估算黑洞质量的有用工具，即便在高红移下亦然。