致密恒星系统中心大质量黑洞的动力学

我们发展了一个简单的物理模型来描述致密恒星系统中心附近一个大质量点状天体（如黑洞）的动力学。研究表明，作用在该天体上的总力可以分解为两个独立的部分：一部分是聚合恒星系统缓慢变化的影响，另一部分是由于与单个恒星离散相遇而产生的快速涨落的随机力。对于按照普拉默模型分布的恒星系统这一特定例子，我们展示了黑洞的运动类似于谐振势中的布朗粒子，并采用类似于朗之万求解布朗运动问题的方法分析了其动力学。我们求解了方程，得到了黑洞位置和速度的平均值、时间自相关函数以及概率分布。通过将这些结果与N体模拟进行比较，我们证明了该模型为实际的黑洞动力学提供了非常好的统计描述。作为我们模型的一个应用，我们利用结果推导了银河系中心黑洞Sgr A*质量的下限。