星团、自相互作用暗物质晕与黑洞尖峰：流体传导模型及其对广义相对论的推广
高能天体物理现象
2018-09-11 v1 广义相对论与量子宇宙学
摘要
我们采用流体传导近似来研究球状星团和自相互作用暗物质（SIDM）晕的演化。我们还探讨了由于中心大质量黑洞的存在而在这两个系统中产生的密度尖峰的形成及其动力学影响。我们所处理的 Large N 体、自引力系统是“弱碰撞”的：星体或 SIDM 粒子间的平均自由时间远长于其特征穿越（动力学）时标，但短于系统寿命。流体传导模型可靠地追踪了无黑洞星团和 SIDM 晕中的“引力热灾变”。对于含中心大质量黑洞的星团，该近似再现了束缚于黑洞的恒星所熟悉的 Bahcall-Wolf 准静态密度尖峰，并展示了尖峰如何中止“引力热灾变”并导致星团重新膨胀。具有与外围 NFW 轮廓相接的初始黑洞中心密度尖峰的 SIDM 晕，会弛豫为一个核-晕结构，其中心密度尖峰由 SIDM 相互作用截面的速度依赖性决定。流体传导方法在演化此类“弱碰撞”、准平衡牛顿系统上的成功与相对简洁，促使我们将其推广到相对论系统。我们在此给出一种广义相对论推广。
引用
@article{arxiv.1809.02618,
title = {Star Clusters, Self-Interacting Dark Matter Halos and Black Hole Cusps: The Fluid Conduction Model and its Extension to General Relativity},
author = {Stuart L. Shapiro},
journal= {arXiv preprint arXiv:1809.02618},
year = {2018}
}
备注
16 pages, 9 figures