富气星系合并中反冲的大质量黑洞
星系天体物理
2015-05-19 v2
摘要
大质量黑洞(MBH)并合过程中产生的引力波不对称发射会赋予系统一个速度“反冲”，从而将黑洞从其宿主星系中心移开。本文研究了在三个（一个主并合、两个次并合）先前已进行过高分辨率模拟、且MBH配对已被证明成功的富气星系并合遗迹中，反冲MBH的轨迹和可观测性。我们在主并合遗迹中进行了马赫数范围为1<M<6的MBH反冲新模拟，并利用模拟数据构建了一个半解析模型，用于描述富气系统中MBH的轨道演化。我们表明：1) 在主并合遗迹中，移动黑洞向旋转支撑的湍流介质沉积的能量对气体热力学的贡献可忽略不计。这种贡献在次并合遗迹中变得显著，可能为MBH反冲提供电磁信号；2) 在主并合遗迹中，更深的中心势阱与高密度气体阻力的共同作用，甚至能将反冲速度高达1200 km/s的MBH限制在距宿主中心1 kpc以内；3) 在主并合遗迹中，对于反冲速度在700-1000 km/s范围内的情况，运动学偏移的核可能在几百万年的时间尺度内可观测；4) 在次并合遗迹中，气体阻力效应较弱，反冲速度在300-600 km/s范围内的MBH将在宿主晕中漫游更长时间。然而，考虑到反冲速度的概率分布，我们发现观测到富气星系并合中反冲MBH的可能性非常低，通常低于10^{-5} - 10^{-6}。
引用
@article{arxiv.1008.2032,
title = {Recoiling Massive Black Holes in Gas-Rich Galaxy Mergers},
author = {Javiera Guedes and Piero Madau and Lucio Mayer and Simone Callegari},
journal= {arXiv preprint arXiv:1008.2032},
year = {2015}
}
备注
Revised version, accepted for publication in the Astrophysical Journal