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Roman的一小步;黑洞的一大步

星系天体物理 2024-07-23 v3

摘要

Roman微引力透镜计划可以探测并完整刻画与约3000万颗太阳型及演化恒星在周期不超过任务寿命P<T=5P<T=5年、半长轴a>0.2a>0.2天文单位(即P>10P>10(M/M)1/2(M/M_\odot)^{-1/2},其中MM是黑洞质量)的轨道上运行的黑洞(BH)。对于约1.5亿颗较晚型(较暗)主序星的黑洞伴星,探测阈值为a>0.2a>0.2天文单位 ×10(HVega18.5)/5\times 10^{(H_{\rm Vega}-18.5)/5}。当前的Roman观测计划在周期P=3.5P=3.5年附近造成了一个“盲点”,原因是数据中存在2.3年的间隔。这也损害了对偏心轨道周期P>3P>3年且近心点在任务中点一年内的黑洞的刻画。我表明,通过对Roman观测计划进行小幅调整,可以极大地改善这些问题。当前的计划旨在优化自行测量,但这里提出的调整只会使这些测量退化4%-9%。对于许多周期P>90P>90天的黑洞,将存在离散和/或连续简并。对于G型矮星和演化源,通过径向速度(RV)后续观测可以轻松解决这些简并,但对于较暗的源,此类观测将更加困难。许多周期在5年<P<10<P<10年的黑洞双星将从Roman数据中被可靠识别,但将缺乏精确的轨道。尽管如此,通过将Roman天体测量与RV后续观测相结合,可以恢复完整的轨道解。周期在10年<P<<P< 95年 (M/10M)1/4(M/10 M_\odot)^{1/4}的黑洞双星可以通过其天体测量加速度被探测到,但需要大规模多光纤RV监测才能将它们与恒星双星的天体物理背景区分开来。

关键词

引用

@article{arxiv.2407.06484,
  title  = {One Small Step for $Roman$; One Giant Leap for Black Holes},
  author = {Andrew Gould},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2407.06484},
  year   = {2024}
}

备注

24 pages, 3 figures