基于运动学证据表明球状星团 NGC 5286 中存在中等质量黑洞
摘要
中等质量黑洞（IMBHs，10^2-10^5 M_sun）填补了恒星级黑洞与超大质量黑洞（SMBHs）之间的空白。模拟表明 IMBHs 可能在致密星团中形成，因此可能仍存在于这些较小的恒星系统中。我们利用来自 VLT/FLAMES 的光谱数据、CTIO 的 Rutgers Fabry Perot 的速度测量数据以及 HST 的光度数据，调查了银河系球状星团 NGC 5286 中是否存在中心 IMBH 的迹象。我们运行了具有不同中心黑洞质量、各向异性、质光比和倾角的解析球对称和轴对称 Jeans 模型。此外，我们将数据与无潮汐场的一组 N 体模拟网格进行了比较。我们还使用一个 N 体模拟来检验球对称 Jeans 模型对星团总质量的结果。Jeans 模型和 N 体模拟均支持 NGC 5286 中存在中心黑洞，我们的探测显著性为 1 至 1.5 个标准差。从球对称 Jeans 模型中，我们获得的最佳拟合黑洞质量为 M_BH=(1.5+-1.0)x10^3 M_sun。该误差来自蒙特卡洛模拟的 68% 置信限。轴对称模型给出了一致的结果。最佳拟合的 N 体模型发现黑洞占星团总质量（4.38+-0.18)x10^5 M_sun 的 0.9%，由此得出的 IMBH 质量为 M_BH=(3.9+-2.0)x10^3 M_sun。Jeans 模型给出的星团总质量值较低。我们利用 N 体模拟数据对 Jeans 模型的测试表明，这种差异有两个原因：径向变化的质光比剖面的影响，以及由于测量仅限于亮星而导致的速度弥散被低估。我们得出结论，除非银河系球状星团中的 IMBH 质量分数高于邻近星系中 SMBH 的质量分数，否则探测其中的 IMBH 仍然是一项具有挑战性的任务。[摘要节选]
引用
@article{arxiv.1304.4176,
title = {Indication for an intermediate-mass black hole in the globular cluster NGC 5286 from kinematics},
author = {A. Feldmeier and N. Lützgendorf and N. Neumayer and M. Kissler-Patig and K. Gebhardt and H. Baumgardt and E. Noyola and P. T. de Zeeuw and B. Jalali},
journal= {arXiv preprint arXiv:1304.4176},
year = {2015}
}
备注
16 pages, 14 figures, Accepted for publication in A&A