动力学测量的超大质量黑洞样本中的选择偏差：其后果与对最基本关系的探寻
摘要
我们将一组拥有动力学测量黑洞的本地星系与从 Sloan Digital Sky Survey 提取的大而无偏星系样本进行比较。我们证实了早期工作：大多数黑洞宿主的速度弥散度 σ 显著高于具有相似恒星质量的本地星系。我们利用蒙特卡洛模拟阐明，若此偏差源于以下要求——即必须分辨黑洞影响球才能通过空间分辨运动学测量黑洞质量——则其对黑洞标度关系的影响。我们发现该选择效应将 Mbh-σ 关系的归一化人为提高了至少约 3 倍；而 Mbh-Mstar 关系的偏差更大。我们的蒙特卡洛模拟及对标度关系残差的分析均表明，σ 比 Mstar 或有效半径更为基本。特别是，Mbh-Mstar 关系主要是 Mbh-σ 与 σ-Mstar 关系的结果，并在小质量处受到高达 50 倍的严重偏差。这有助于解决基于动力学的黑洞-星系标度关系与活动星系相应关系之间的分歧。我们的模拟也不支持在固定 σ 下黑洞质量的宽泛分布。对此偏差的修正表明，用于估计活动星系中黑洞质量的校准因子应降低至 fvir~1 的量级。黑洞质量密度也应成比例减小，或许意味着显著更高的辐射效率/黑洞自旋。减小黑洞质量也会降低黑洞并合预期的引力波信号。
引用
@article{arxiv.1603.01276,
title = {Selection bias in dynamically-measured super-massive black hole samples: its consequences and the quest for the most fundamental relation},
author = {Francesco Shankar and Mariangela Bernardi and Ravi K. Sheth and Laura Ferrarese and Alister W. Graham and Giulia Savorgnan and Viola Allevato and Alessandro Marconi and Ronald Laesker and Andrea Lapi},
journal= {arXiv preprint arXiv:1603.01276},
year = {2017}
}
备注
24 pages, 11 Figures, two Appendices. Replaced with accepted version in MNRAS. Minor revisions. A press release of the Royal Astronomical Society can be found at http://www.ras.org.uk/news-and-press/2861-black-holes-and-the-prospects-for-measuring-gravitational-waves