在Omega星系中心构建中间质量黑洞

Omega星系中心（$\omega$ Cen）近期检测到的高速星体，作为银河系中最重的星系团，提供了强有力的证据表明存在中间质量黑洞（IMBH）。由于$\omega$ Cen可能是矮星系的吸积核，此IMBH也代表了独特的机会，用于研究黑洞种子机制及其在超大质量黑洞形成中的潜在作用。我们对$\omega$ Cen进行蒙特卡罗N体模型，详细处理涉及恒星、双星和致密天体的损失锥动力学。起始时采用$500-5000 \, M_{\odot}$（与巨型恒星的快速碰撞相符）的黑洞种子，在120亿年后，我们的星系模型生长出质量约$\sim50{,}000 \, M_{\odot}$的IMBH，同时成功复现了$\omega$ Cen当前的表面亮度和速度色散轮廓。我们发现一群类似于$\omega$ Cen核心中观察到的高速恒星的星系，其中最快的恒星来自被IMBH扰动破裂的双星。IMBH的生长主要由质量为$30-40 \, M_{\odot}$的黑洞所致，表明在类似$\omega$ Cen的星系中，当前IMBH-黑洞合并率约为$\sim(4-8)\times10^{-8}~\rm{yr}^{-1}$。我们的模型还预测了类似的扰动事件率（约$\sim5\times10^{-8}~\rm{yr}^{-1}$），根据$\omega$ Cen类似星系在每颗星系中的频率，可能代表从$0.1\%$到$10\%$的观察到的TDE（tidal disruption event）率。