超高速星的速度分布

我们考虑了恒星双星被超大质量黑洞潮汐瓦解的过程。对于高偏心率轨道，当一颗恒星从三体系统中被弹射出去时，其伴星仍被黑洞束缚。在银河系晕中观测到的超高速星 (HVSs) 以及绕中心黑洞运行的 S 星可能源于此类机制。在本文中，我们预测了给定质量的被弹射恒星在穿越银河系势场后的速度分布。我们使用了分析方法和蒙特卡洛模拟。我们发现速度分布的每一部分都编码了不同的信息。在低于 800 km/s 的低速区域，银河系势场普遍塑造了观测到的分布，使其上升至一个与银河系逃逸速度相关的峰值。超过峰值后，速度分布取决于双星的质量和间距分布。最后，有限的恒星寿命引入了一个与其质量相关的截断。我们将模型与当前观测进行了定性比较，结果显示 HVSs 在约束核球和银河系性质方面具有巨大潜力。参数分布的标准选择预测低于和高于约 800 km/s 的速度概率相等，而在约 700 km/s 以上未观测到任何此类恒星，且当前探测结果更集中于 300-400 km/s 的低速区域。这些特征可能表明，到达潮汐球的双星间距分布并非像局部大质量双星观测到的那样在对数空间中平坦，而是在较大间距处拥有更多幂律，从而增强了较小速度的出现概率。此外，双星的形成/演化过程或注入机制也可能在间距分布中诱导约 10 个太阳半径处的截断。