恒星簇中的大质量黑洞. I. 等质量恒星簇

在本文中，我们报告了等质量恒星簇中包含中心大质量黑洞的动力学演化的碰撞N体仿真结果。每个恒星簇由5,000至180,000颗恒星组成，中心黑洞包含总质量的0.2%至10%。我们发现对于足够大的黑洞质量，中心密度遵循斜率为\rho \sim r^{-1.75}的幂律分布，位于黑洞影响半径内部，这与早期Fokker-Planck和Monte Carlo模型的预测一致。恒星的潮汐破裂率在前述研究中推导出的结果的数量级内。似乎不可能通过潮汐破裂恒星来在含大质量黑洞的全球星簇中从M \le 100 Msun的前体中生长出中间质量黑洞(IMBH)，尽管质量为10^3 Msun的IMBH在密集的全球星簇中可以在哈勃时间内翻倍其质量。对银沉系中心的超大质量黑洞也如此。恒星簇中的黑洞主要会摄取与其紧密束缚的恒星，恒星的再填充导致恒星簇膨胀，无需通过动态活跃的双星系统即可实现核心坍缩的逆转。恒星在中心浓度区的近距离碰撞也会导致以高速恒星形式的质量损失率增加。后续论文将扩展这些结果至多质量情况。