基于 Gemini/NIFS 自适应光学观测的 M87 黑洞质量
宇宙学与河外天体物理
2015-05-27 v1
摘要
我们利用激光自适应光学系统为双子望远镜积分场摄谱仪 NIFS 提供输入，展示了明亮椭圆星系 M87（NGC 4486）中心 2 角秒范围内的恒星运动学。速度弥散在 0.2 角秒处上升至 480 km/s。我们将这些数据与大半径范围内的广泛恒星运动学数据相结合，利用基于轨道的轴对称模型，并仅在中心区域包含 NIFS 数据，推导出黑洞质量为 (6.6±0.4)×10^9 M☉。在中心区域包含先前报道的地面数据，可将不确定性降至 0.25×10^9 M☉，且最佳拟合质量不变；然而，为了限制系统差异，我们依赖于仅使用中心区域 NIFS 数据推导出的值。最佳拟合模型显示，随着半径减小，在中心区域轨道运行的恒星的切向速度各向异性显著增加；这与在其他核星系中心观测到的现象相似。黑洞质量对模型中是否包含暗晕不敏感——自适应光学提供的高角分辨率打破了黑洞质量与恒星质光比之间的简并。当前的黑洞质量与 Gebhardt 和 Thomas 的值非常吻合，这意味着当黑洞的运动学影响未被很好分辨时，必须包含暗晕。这种简并意味着，对于这一效应显著的明亮核星系，其黑洞质量可能需要重新评估。当前值超过了黑洞-速度弥散关系和黑洞-光度关系的预测，两者对 M87 的预测均约为 1×10^9 M☉，超出量接近这些关系固有弥散的两倍。目前，黑洞关联的高端部分可能尚未被很好地确定。
引用
@article{arxiv.1101.1954,
title = {The Black-Hole Mass in M87 from Gemini/NIFS Adaptive Optics Observations},
author = {Karl Gebhardt and Joshua Adams and Douglas Richstone and Tod R. Lauer and S. M. Faber and Kayhan Gultekin and Jeremy Murphy and Scott Tremaine},
journal= {arXiv preprint arXiv:1101.1954},
year = {2015}
}
备注
12 pages, accepted for publication in the Astrophysical Journal