利用 ELT/HARMONI 高空间分辨率积分场恒星运动学模拟测量星系样本中的中等质量黑洞质量

理解低质量星系中中等质量黑洞（IMBHs，$M_{\rm BH} \approx 10^2-10^5$ M$_\odot$）的族群分布是约束黑洞种子形成模型的关键，但探测它们因其引力影响球（SOI）较小而颇具挑战。即将建成的 ELT/HARMONI 仪器具有高角分辨率，为这一难题提供了有前景的解决方案。我们展示了评估 HARMONI 测量近邻矮星系核星团（NSCs）中 IMBH 质量能力的模拟。我们选取了 10 Mpc 内的 44 个候选目标。对于两个代表性目标 NGC 300 和 NGC 300 dw01，我们基于 \hst\ 成像、恒星动力学模型（JAM）和恒星种群模型，假设 IMBH 质量高达 NSC 质量的 1%，生成了模拟的 HARMONI 积分场数据立方体。我们模拟了六个近红外光栅的观测，并采用标准运动学提取（pPXF）和贝叶斯框架下的 JAM 模型分析模拟数据。结果表明，HARMONI 能够分辨 IMBH 的 SOI，并在可行的曝光时间内准确恢复低至 NSC 质量约 0.5% 的 IMBH 质量。这些结果突显了 HARMONI 在 IMBH 研究领域可能带来的革命性进展。