中等质量黑洞的近距恒星伴星

当嵌入致密星团核心时，中等质量黑洞（IMBH）会获得近距恒星或恒星残骸伴星。这些伴星不仅受引力束缚，还倾向于通过一系列多体相互作用与其他星团恒星发生层级孤立。本文通过直接$N$体模拟研究了致密星团中IMBH伴星的统计特征。我们研究了初始由$10^5$或$2\times 10^5$颗恒星组成、包含75和150太阳质量IMBH的星团，并跟踪其演化6-10 Gyr。IMBH与恒星天体组成的致密最内双星对迅速形成。在超过90%的时间里，IMBH伴星的轨道半长轴至少比第二受束缚天体紧密三倍。这些伴星关系的典型周期为年量级，并经历交换与破坏的循环。最常观测到的长寿命配对可持续约$10^7$ yr。星团中IMBH伴星的种类多样，包括主序星、巨星和恒星残骸。伴星天体可通过几种方式揭示星团中IMBH的存在。最受束缚的伴星会周期性地与IMBH发生掠式潮汐相互作用，提供了一种产生重复耀发事件的动力学机制，类似于IMBH候选体HLX-1中观测到的现象。伴星的恒星风为IMBH提供了最小宁静态吸积率，对球状星团中IMBH吸积的射电搜寻具有启示意义。最后，发现致密天体的引力波旋近以可观的频率发生。