由动力学摩擦驱动并合星系中大质量黑洞的配对
星系天体物理
2021-08-05 v1 高能天体物理现象
摘要
受在千秒差距分离处搜寻大质量黑洞(MBH)对的观测推动,我们发展了一个半解析模型来描述其在恒星与气体动力学摩擦(DF)影响下的轨道演化。本研究的目标是确定并合后星系与 MBH 的性质如何影响形成分离 < 1 pc 的紧密 MBH 对的可能性与时限。我们计算了约 40,000 种覆盖广泛宿主星系性质的构型,并考察它们对不等质量 MBH 对轨道演化的影响。我们发现,在气体分数 < 20% 的遗迹星系中,以及宿主 MBH 对总质量 > 10^6 太阳质量且质量比 > 1/4 的星系中,在哈勃时间内完成 MBH 配对的比例大于 80%。其中,以最快形成紧密、引力束缚 MBH 为特征的遗迹星系具有以下一项或多项性质:(1) 大恒星核球,(2) 质量相近的 MBH,以及 (3) 接近圆周速度旋转的星系气体盘。在此类星系中,具有最短向内旋进时间的 MBH(可能是并合 MBH 的前身)要么处于圆周顺行轨道,要么处于高偏心率逆行轨道。我们的模型还表明,具有相反性质、宿主缓慢演化 MBH 对的遗迹星系,最可能是千秒差距分离处双活动星系核(dual AGNs)的宿主。
引用
@article{arxiv.2006.08520,
title = {Pairing of Massive Black Holes in Merger Galaxies Driven by Dynamical Friction},
author = {Kunyang Li and Tamara Bogdanovic and David R. Ballantyne},
journal= {arXiv preprint arXiv:2006.08520},
year = {2021}
}
备注
Accepted to ApJ, 16 pages, 11 figures