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偏心核盘的动力学性质:稳定性、寿命及对并合后星系潮汐撕裂率的影响

星系天体物理 2018-02-07 v2

摘要

在一些星系中,绕超大质量黑洞运行的恒星呈现为偏心核盘的形式,其中每颗恒星都处于相干的、拱点对齐的轨道上。偏心核盘最著名的例子是仙女座的双核,并且在本地宇宙中有许多更强的证据。尽管它们显然无处不在,但其长寿的动力学解释一直是个谜:差分进动应在短时间内抹去大尺度的拱点对齐。在此,我们确认了一种稳定偏心核盘的新动力学机制,并首次解释了在仙女座核中观测到的负偏心率梯度。该稳定机制驱动单个轨道偏心率矢量的振荡,既包括方向(绕盘的平均主体)也包括大小。结合负偏心率梯度,偏心率振荡将盘内边缘附近的一些恒星推至极靠近黑洞,可能导致潮汐撕裂事件。数量级计算预测在最近形成的偏心核盘中速率极高(0.11\sim0.1 - 1 yr1gal1{\rm yr}^{-1} {\rm gal}^{-1})。除非恒星盘得到补充,否则这些速率应随盘质量耗尽而随时间降低。如果偏心核盘在富气体主并合期间形成,这或许可以解释潮汐撕裂事件在最近并合和并合后(E+A/K+A)星系中的优先发生。

关键词

引用

@article{arxiv.1705.03462,
  title  = {Dynamical Properties of Eccentric Nuclear Disks: Stability, Longevity, and Implications for Tidal Disruption Rates in Post-Merger Galaxies},
  author = {Ann-Marie Madigan and Andrew Halle and Mackenzie Moody and Mike McCourt and Chris Nixon and Heather Werkne},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1705.03462},
  year   = {2018}
}

备注

Accepted to ApJ