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大质量黑洞周围核星团的起源与生长

星系天体物理 2015-06-05 v2

摘要

恒星球状体的中心通常以存在称为核星团 (NSCs) 的成核中心区域为标志。NSCs 的起源尚不清楚。在此,我们研究了 NSCs 起源于恒星团在星系中心的迁移并合的可能性,该中心可能存在一个大质量黑洞 (MBH)。我们表明,观测到的 NSCs 质量与其宿主球状体速度弥散之间的关系无法与纯粹的原位形成情景相协调。另一方面,观测到的关系似乎与星团并合模型的预测一致,该模型还重现了 NSCs 大小与其总光度之间的观测关系。我们在星系核球模型中通过动力学摩擦演化了一群恒星团,考虑了动力学瓦解,起始于幂律星团初始质量函数,且恒星团总质量与银河系 (MW) 的星团形成效率一致。最大质量的星团到达星系中心并并合形成一个致密核;10 Gyr 后,生成的 NSC 具有与 MW NSC 中观测到的恒星分布一致的性质。当星系中心包含 MBH 时,球状团在旋进过程中会被潮汐瓦解,导致形成的 NSCs 密度低于在没有 MBH 的星系中形成的 NSCs。我们提出这可能是解释质量大于约 108M10^8M_\odot 的 MBH 所在星系中缺乏 NSCs 的一种可能原因。最后,我们研究了巨椭圆星系中球状团的轨道演化,这些星系被认为其中心总是宿主 MBH 而非 NSC。在这些系统中,额外的机制可以阻止 NSC 的形成:球状团到达星系中心的时间远长于哈勃时间。

关键词

引用

@article{arxiv.1207.6589,
  title  = {Origin and growth of nuclear star clusters around massive black holes},
  author = {Fabio Antonini},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1207.6589},
  year   = {2015}
}

备注

15 pages, 4 figures. Accepted for publication in ApJ