M32 带中心黑洞 N 体模型的动力学稳定性
天体物理学
2009-10-30 v1
摘要
我们研究 M32 星体动力学平衡模型的稳定性。动力学观测表明 M32 存在一个质量为 3×10^6 太阳质量的中心黑洞，且相空间分布函数接近“双积分”形式 f=f(E,L_z)。M32 也处于快速旋转状态；85-90% 的星体围绕对称轴以相同方向旋转。先前工作表明，扁平化、快速旋转的双积分模型可能不稳定。我们进行 N 体仿真测试 M32 是否如此。研究 N=512,000 的粒子模型，分别考察两种代表性视角：i=90（正面观）和 i=55，分别对应固有轴向比 q=0.73 和 q=0.55。使用“自洽场”代码在 Cray T3D 超级计算机上计算模型的时间演化。我们发现两种模型都具有动力学稳定性。这表明它们对 M32 提供了物理上有意义的描述，M32 的视角（以及其固有扁平程度）不能通过稳定性论证进行强烈约束。先前关于 f(E,L_z) 模型稳定性的工作表明，q>0.3 的系统唯一可能不稳定的模式为 bar 模式，且随扁平程度和旋转率增加而更易不稳定。研究 M32 的 f(E,L_z) 模型稳定，M32 的旋转率高于 nearly all其他椭圆星系。这表明 constructed to fit 数据的 f(E,L_z) 模型对于 q>0.55 甚至更扁平的系统通常是稳定的。
引用
@article{arxiv.astro-ph/9702151,
title = {Dynamical stability of N-body models for M32 with a central black hole},
author = {R. P. van der Marel and S. Sigurdsson and L. Hernquist},
journal= {arXiv preprint arXiv:astro-ph/9702151},
year = {2009}
}
备注
23 pages, LaTeX, with 8 PostScript figures; submitted to the Astrophysical Journal; mpeg animation of the stellar motions in M32 available at http://oposite.stsci.edu/pubinfo/Anim.html