中等质量黑洞诱导的星团质量分异抑制

在许多理论场景中，预计中等质量黑洞（IMBH，质量 M ~ 100–10000 太阳质量）存在于一些球状星团的中心。然而，对其存在的观测证据有限。若干先前的数值研究聚焦于 IMBH 对星团动力学或亮度轮廓的影响。这里我们展示大量直接 N 体模拟的结果，包含单星和双星。这些结果表明存在一个可能更易探测的 IMBH 特征，即中心与半光半径之间的平均恒星质量的变化。我们发现 IMBH 的存在抑制了质量分异，使平均质量在碰撞弛豫星团中仅呈现适度的径向变化。这与没有 IMBH 的情况不同。要观测这一现象需要达到哈勃空间望远镜（HST）已对大量星系球状星团核心提供的分辨率水平。通过适度增加 HST 时间获取半光半径周围的场，可以识别出最有可能容纳 IMBH 的候选星团。该检验仅可应用于半光弛豫时间小于或等于 1 Gyr 的球状星团，这是保证两体弛豫导致有效能量均分所必需的。