通过等温锥捕获来喂养星际黑洞
天体物理学
2009-11-07 v2
摘要
我们估算了在星系中心的超大质量黑洞 (BHs) 捕获恒星的速率，前提是这些星系最初拥有等温锥结构 (密度随距离的平方反比衰减，速度分散 sigma_*)。如果径向轨道能够得到充分补充，黑洞可以通过捕获恒星和暗 halo 中的颗粒来显著增长；后者可能占总捕获质量的 20-40%。在质量较大时 M_bh >= 10^8 M_sun 的情况下，若巨型黑洞主要通过吞噬恒星来增长，则会出现紧密的 M_bh ~ 10^8 (sigma_*/200 km/s)^5 的质量-速度分散关系。对于较小质量，由于恒星被撕扯，关系将逐渐平滑，散点增大。在中等红移时，当明亮星系可能仍保留等温锥结构时，被撕扯的恒星闪光的发生率可能达到 10^-4 -- 10^-2 yr^-1 每颗星系，这相当于超新星发生率的几 percent。当密集的卫星星系核心通过动力学摩擦沉降至黑洞的影响范围内时，可以高效随机化轨道。这也解释了为何在层级合并星系中预期出现的超大质量双星黑洞通常能够合并，正如观测到的黑洞质量与从等温锥中喷射出的恒星质量之间的关系所示。
引用
@article{arxiv.astro-ph/0112096,
title = {Feeding black holes at galactic centres by capture from isothermal cusps},
author = {HongSheng Zhao and Martin G. Haehnelt and Martin J. Rees},
journal= {arXiv preprint arXiv:astro-ph/0112096},
year = {2009}
}
备注
expanded to 15p with 2 PS figs, New Astronomy in press