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球状星团中大质量黑洞的形成

天体物理学 2009-11-11 v1

摘要

考虑了球状星团中大质量黑洞(BH)的流体动力学形成。特别是,我们研究了球状星团中恒星辐射对星际物质施加的辐射阻力所诱导的黑洞形成可能性。辐射阻力从星际气体中提取角动量,从而使气体能够吸积到星团中心。通过纳入球状星团的真实化学演化,我们审视了辐射阻力的效率以评估总吸积质量。结果发现,如果一个球状星团在当前恒星组分中的质量超过约6×10^6 M_⊙,则可以在其中形成一个质量大于260 M_⊙的大质量黑洞。但BH与星团质量比远小于在星系核球中发现的BH-to-bulge质量比(约10^{-3})。结果对所假设的恒星初始质量函数和星团中的恒星形成率不敏感,只要由此得到的颜色-星等关系、金属丰度和质量-光度比满足球状星团中的观测值。因此,BH质量与核球质量之间的假定线性关系(M_BH-M_bulge关系)不能外推到球状星团系统。在当前框架下,我们讨论了M15、G1、ω Cen、M33核以及M82中的致密X射线源中的BH形成。最后,我们论证了球状星团中大质量黑洞形成过程的观测迹象。我们发现,由于辐射阻力导致的BH增长的最终阶段可以作为光度约10^41 erg s^{-1}的超亮X射线源(ULX)被观测到。

关键词

引用

@article{arxiv.astro-ph/0504203,
  title  = {Formation of Massive Black Holes in Globular Clusters},
  author = {Nozomu Kawakatu and Masayuki Umemura},
  journal= {arXiv preprint arXiv:astro-ph/0504203},
  year   = {2009}
}

备注

8pages, 5figures, accepted for publication in ApJ (Volume 628, August 1, 2005 issue)