动力学牵引与黑洞轨道迁移
星系天体物理
2025-09-03 v1
摘要
我们探讨了恒星核心呈各向异性时,黑洞能够位于银河中心的条件。我们使用 N 体计算来研究嵌入更大各向同性等时动力学背景(H\'enon 势)中所嵌入的恒星轨道族的响应。当黑洞轨道在奇异 速度分布函数中时,它们会将角动量传递给速度分布。我们称之为动力学牵引:只要从 中抽取的动能在其(各向同性)速度离散中存在流动性贡献,就会发生这种现象。在动态冷的盘中,结果取决于黑洞的轨道以及一个热力学不稳定的恒星亚结构的轨道。当恒星团块的束缚能较大时,黑洞可能会在它们形成后被散射。在此过程中,黑洞可能被从中心位移并因动力学牵引向外迁移。当恒星团块的束缚能较小时,它们仍可能迁移到中心,此时要么溶解,要么与黑洞合并。最终配置类似于核星团,可能以约10 km/s的速度相对于质心移动。通过动力学牵引传递给黑洞的角动量会延迟黑洞迁移到银河中心的时间,延迟数亿年。角动量传递效率在星体空间密度呈碎片化(冷)状态时呈强烈函数。处于动态冷环境中时,黑洞通过两阶段轨道迁移不稳定性被从中心区域移除。本文提出一种不稳定性检验标准,形式为各向同性速度离散与流动性运动之间的阈值。对于黑洞在约3亿年尺度内稳定位于星系中心 requires that a大比例的 被耗尽,或者,另一种情况是黑洞在无亚结构的各向同性环境中原位生长。
引用
@article{arxiv.2507.09674,
title = {Dynamical traction and black hole orbital migration},
author = {C. M. Boily and T. L. François and J. Freundlich and F. Combes and A. -L. Melchior and Y. Hénin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.09674},
year = {2025}
}
备注
20 pages, 4 appendices, to appear in A & A