Pairing of Supermassive Black Holes in unequal-mass mergers
具有球状组成部分的盘状星系被认为在它们的中心有超大质量黑洞（SMBH）。不等质量星系合并很少被研究，尽管它们是合并事件的绝大多数，而且它们与LISA等引力波实验的典型目标有关。我们在红移z=0和z=3处对质量比为1：4和1：10的盘星系合并进行了N体/SPH模拟。它们具有迄今为止合并星系的最高分辨率，包括恒星形成和超新星反馈。气体耗散被认为是必要的配对SMBHs在这些小合并。尽管如此，与气体的1：10合并只允许在高z时有效配对，当轨道时间与哈勃时间相比足够短时。
2008-08-22 astro-ph
Supermassive Black Holes from the SUNNS survey
本文报道了早型盘星系NGC2787、NGC4459和NGC4596中三个超大质量黑洞的新的精确质量测量结果。这些目标是从哈勃太空望远镜获得的一组更大的长缝光谱中选择的，这是STIS（SUNS）附近核子调查的一部分。它们显示了对称的气体速度曲线，可以模拟为恒星核球和假定的中央黑洞的联合势中的旋转盘。它们还显示了规则的尘埃带模式，可以用来推断核盘的方向。这三个星系落在黑洞质量与中心恒星速度色散平面上，与最近报道的这两个量之间的关系一致。
2000-12-19 astro-ph
Effects of Minor Mergers on Coalescence of a Supermassive Black Hole Binary
利用高精度的$N$体程序进行了数值模拟，研究了小合并解决超大质量黑洞（SMBH）双星合并过程中的损失锥耗尽问题的可能性.我们发现，一个矮星系的合并扰乱恒星轨道在银河系的中心区域的主机星系的损失锥耗尽已经造成的SMBH二进制。受扰星被提供到损失锥中。矮星系中的恒星也被提供到损失锥中。SMBH双星和这些恒星之间的引力相互作用变得非常有效。引力相互作用有效地降低了SMBH双星的结合能。结果，加速了SMBH双星分离的收缩。我们的数值计算结果强烈地表明，小合并是一个重要的过程，以减少合并时间的SMBH双星远小于哈勃时间。
2008-12-25 astro-ph
Nuclear Star Clusters (Nuclei) in Spiral Galaxies and Connection to Supermassive Black Holes
哈勃望远镜的观测显示，在哈勃序列中，许多甚至大多数星系的中心都存在致密源。这些来源被称为“核”或“核星团”（NC），因为它们的结构特性和在基本平面上的位置与球状星团相似。最近，由于三个研究小组（Rossa等人对螺旋星系的研究; Wehner和Harris对dE星系的研究; Cote等人对椭圆星系的研究）的独立和同时发现，NC质量与宿主星系的性质遵循类似的标度关系，就像超大质量黑洞一样，对NC的兴趣也在增加。在这里，我们总结了我们的小组在螺旋星系的NC的结果。我们讨论的影响，我们的理解的形成和演化的NC及其可能的连接到超大质量黑洞。
2007-02-16 astro-ph
Physics of Supermassive Disks: Formation and Collapse
超大质量盘被认为是超大质量黑洞的前身，这些黑洞被认为是类星体的动力，存在于星系的中心。形成的情况下，这样的磁盘进行审查，有人认为，气体动力学计划是有利的恒星动力学计划，但可能是重要的喂养机制的增长的黑洞。本文提出了一个新的自相似模型，它适用于辐射粘性和康普顿阻力两种不同的情况。塌缩时间尺度纯粹由于辐射粘性被发现是哈勃时间的一小部分，$τ_γ\sim{σ_T c/ (m_p G)} ({L_{edd}/ L}) \simeq 6 \times 10^9$年是缓慢的，可能磁场发挥重要作用之前，广义相对论效应接管。本文还提出了一个在宇宙微波背景下由于康普顿阻力而坍缩的自引力盘模型，该模型在红移$1400>z\gsim 300$处是有效的。据推测，由$z \sim 20$通过这种机制形成的小$\lsim 10^5 \Msun$天体可以通过动力学摩擦合并并结合形成所见的高红移类星体。超大质量恒星系统（可能是一个超大质量盘阶段的最终产品）途中的最后崩溃也简要回顾。
2003-08-13 astro-ph
Dark energy and supermassive black holes
本文讨论了一个宇宙学模型，其中宇宙充满了快子暗能量，以描述当前和未来的加速膨胀。我们得到在这种情况下出现幻影能区的最简单的条件是标量场被Wick旋转到与经典的轴子场相对应的虚值。通过引入解析表达式的比例因子或哈勃参数，满足所有的约束方程的模型，我们表明，这种模型描述的宇宙可能会发展一个大的裂缝奇点在有限的未来。有人认为，与最近的主张相反，充满暗能量的宇宙的熵是确定的，即使在宇宙将获得负温度的幻影状态下也是如此。我们还看到，无论超光速加速宇宙的命运如何，它对任何标量场的涨落都是稳定的，而且由于所考虑的模型都具有假想的声速，任何过密区域都将经历加速坍缩，从而迅速形成巨大的黑洞。最后提出了这样的猜想，即这些黑洞可能是大多数星系中心的超大质量黑洞。
2004-08-24 astro-ph
Supermassive Black Holes and Their Environments
利用Di Matteo等人（2007）首次提出的自洽地跟踪超大质量黑洞形成过程的高分辨率流体动力学模拟，研究了黑洞（BH）、宿主晕和大尺度环境之间的关系.在低红移时，晕与黑洞质量之间以及星系核活动与晕质量之间存在着明确的关系。大部分的黑洞形成反-等级，与一个更高的比率黑洞晕质量在高比低的红移。在$z=1$，我们预测群体环境（增强局部密度的区域）包含最高质量和最活跃（尽管有很大的分散）的BH，而其余的BH人口分布在所有密度从群体到细丝和空隙。密度依赖性在高红移时比在低红移时更明显。这些结果与富含气体的合并可能是类星体活动的主要调节者的想法一致。我们发现恒星的形成是一个更强和更紧的函数的局部密度比BH活动，表明一些差异，后者与前者的触发。存在着大量的低质量黑洞，它们主要通过吸积缓慢增长，一直延伸到密度最低的区域，即空隙中。
2008-04-10 astro-ph
The Cosmic Density of Massive Black Holes from Galaxy Velocity Dispersions
超大质量黑洞被认为是类星体的遗迹，因此它们的数量和质量与类星体的光度函数及其随红移的演化有关。本文利用黑洞质量与球核速度色散之间的关系（M_bullet - sigma关系）对超大质量黑洞的质量密度和质量谱作了改进的估计。M_bullet -σ关系中的不确定性对质量密度的影响很小.我们发现质量密度为（4.8 +/- 1.6）h^2 × 10^5 M_sun Mpc^-3。在已发表的密度估计中，一些差异来自于使用不同的哈勃常数值。
2002-10-25 astro-ph
A Fundamental Relation Between Compact Stellar Nuclei, Supermassive Black Holes, and Their Host Galaxies
哈勃太空望远镜（HST）的成像观测显示，大约50-80%的低光度和中等光度星系在其中心包含一个紧凑的恒星核，无论宿主星系的形态类型如何。我们结合ACS室女星系团巡天的早型星系HST成像和KPNO的地基长缝光谱，表明室女星系团中致密恒星核的质量与宿主星系的质量密切相关。在大质量星系中发现的超大质量黑洞（SBH）也遵循同样的相关性。在本星系群星系M33和NGC 205中的致密星核也被发现遵循同样的标度关系。这些结果表明，星系形成的一般副产品是产生一个中央大质量天体（CMO）--无论是SBH还是致密的恒星核--其平均含量约为银河系总质量的0.2%。在质量大于10^10倍太阳质量的星系中，SBH似乎是CMO形成的主要模式。
2006-04-24 astro-ph
Spectroscopy of the near-nuclear regions of Cygnus A: estimating the mass of the supermassive black hole
我们使用高空间分辨率的光学和近红外光谱数据相结合，使一个详细的研究的NLR气体的运动学在近核区域的强大的，FRII射电星系天鹅座A（z=0.0560），与放置在核心的任何超大质量黑洞的质量限制的总体目标。我们在Keck II望远镜上用NIRSPEC进行的K波段红外观测（视宁度0.75角秒）表明，在靠近垂直于射电轴的狭缝位置（PA 180）上，在Paschen α和H_2发射线上，有一个平滑的绕核转动的图象，但在射电轴（PA 105）上没有这种转动的证据。利用哈勃太空望远镜（HST）上的STIS对[OIII]5007发射线进行了更高空间分辨率的观测，证实了气体在垂直于射电轴的方向上的一般旋转模式，并提供了核心半径为0.1弧秒内陡峭速度梯度的证据。从凯克和哈勃望远镜的数据中测得的圆周速度可以估算出这个超大质量黑洞的质量为2.5+/-0.7x10^9太阳质量。对于天鹅座A的宿主星系性质，该质量与推导的非活动星系的黑洞质量和宿主星系性质之间的全球相关性是一致的。因此，尽管天鹅座A中的黑洞的射电源能量极大，活动星系核的光度也类似于类星体，但考虑到其宿主星系的光度，它的质量并不算特别大。事实上，天鹅座A中黑洞的估计质量与FRI射电星系M87中超大质量黑洞的估计质量相似，尽管天鹅座A的活动星系核和射电喷流的强度要高出2 - 3个数量级。
2003-02-25 astro-ph
Capture Rates of Compact Objects by Supermassive Black Holes
利用最近的一种能量空间中的福克-普朗克方程的解，包括两体共振效应，计算了致密物体的俘获率。致密天体（白矮星、中子星和恒星黑洞）的比例是根据一个新的演化模型网格作为星系光度的函数估计的。根据哈勃空间望远镜观测得到的亮度剖面，导出了中心超大质量黑洞影响半径处的恒星质量密度。目前的研究表明，捕获率标度为$\propto M_{bh}^{-1.048}$，结果的事实，矮星系有更密集的中心区域比发光的物体。如果超大质量黑洞的质量分布在$\sim 1.4\times 10^6$ M $_{\odot}$（对应于观测到的最低质量超大质量黑洞，位于M32）处有一个较低的截止值，那么在运行一年后，LISA预计将看到9个螺旋事件（7-8个对应于白矮星捕获，1-2个对应于中子星和恒星黑洞捕获）。然而，如果质量分布向下扩展到$\sim 2\times 10^5$ M $_{\odot}$，那么预期事件的总数增加到579（对应于$\sim$ 274个恒星黑洞捕获，$\sim$ 194个中子星捕获和$\sim$ 111个白矮星捕获）。
2006-06-18 astro-ph gr-qc
Evidence for a Supermassive Black Hole in the S0 Galaxy NGC 3245
S 0星系NGC 3245包含一个半径为1.1”（110 pc）的电离气体和尘埃的环核盘，使其成为哈勃太空望远镜动力学研究的理想目标。我们用空间望远镜成象摄谱仪在五个平行位置上用一个0.2”宽的狭缝获得了核盘的光谱。测量的H-α和[N II]发射线被用来绘制出前所未有的详细磁盘的运动学结构。数据揭示了一个旋转速度场，在最里面的0.4”处有一个陡峭的速度梯度。我们建立了薄气体盘在圆周旋转的动力学模型，使用HST光学图像映射出由于恒星的引力势。从HST窄带图像测量的H-α +[N II]表面亮度被折叠到模型中，我们证明了许多明显的小尺度的不规则性，在所观察到的速度曲线的补丁分布的发射线表面亮度的结果。模型需要一个（2.1+/-0.5 x10 ^8太阳质量）的中心暗质量来再现中心的陡峭速度梯度。中心质量的这个值与最近发现的黑洞质量和膨胀速度色散之间的相关性是一致的。
2001-03-05 astro-ph
Did Galaxy Assembly and Supermassive Black-Hole Growth go hand-in-hand?
在这篇文章中，我们讨论了超大质量黑洞的生长是否与星系的聚集过程保持同步。为此，我们首先在哈勃超深空（HUDF）中搜索“蝌蚪星系”，这种星系的一端有一个结，尾部延伸。它们看起来动态不松弛-可能是早期合并-并占场星系人口的6%。它们的红移分布遵循场星系的红移分布，这表明--如果蝌蚪星系确实是动态年轻的--星系组装的过程通常与场星系的储存库保持一致，作为时代的函数。接下来，我们提出了一个搜索的HUDF对象与点源组件的光学可变（在>~3.0西格玛水平）的时间尺度上的周-月。在4644个i_AB=28.0 mag（10 sigma）的天体中，有45个具有变点状成分，它们可能是弱活动星系核。大约有1%的场天体显示出0.1 < z < 4.5的变化，它们的红移分布与场星系相似。因此，弱活动星系核中的超大质量黑洞的增长也可能与星系的聚集过程保持一致。然而，微弱的活动星系核样品几乎没有重叠的蝌蚪样品，这是最近的流体动力学数值模拟预测。这表明，蝌蚪星系是早期合并，这可能先于活动星系核成分的“开启”和可见点源变化的开始>~1 Gyr。
2006-01-10 astro-ph
Binary Black Hole Mergers from Planet-like Migrations
如果超大质量黑洞（BH）普遍存在于星系中心，如果星系是通过等级合并建立起来的，BH双星至少是大多数星系凸起的暂时特征。然而，观测表明，双星BH是罕见的，指向一个双星的寿命远远短于哈勃时间。我们表明，无论详细的机制，所有的恒星动力学过程是不够的，以减少显着的轨道分离，一旦在二进制的轨道速度超过维里速度的系统。我们提出，一个巨大的气体盘周围的BH二进制可以影响其合并迅速，在一个场景类似的超木星行星的轨道衰变，由于原行星盘。就像行星的情况一样，气体吸积到次级星系（这里是一个超大质量黑洞）上与它的向内迁移是紧密相连的。这种吸积会引起类星体的活动。因此，BH双星合并可能是许多或大多数类星体的原因。
1999-12-06 astro-ph
The Low End of the Supermassive Black Hole Mass Function: Constraining the Mass of a Nuclear Black Hole in NGC 205 via Stellar Kinematics
利用哈勃空间望远镜（HST）观测的有核矮椭圆星系NGC 205的光谱和图像，结合3积分轴对称动力学模型，对一个假定的核黑洞的质量（M_BH）进行了约束.这是继M33之后，第二次尝试使用解析的恒星运动学来寻找质量低于10^6太阳质量的核黑洞。我们无法确定NGC 205中M_BH的最佳拟合值;然而，数据规定上限为2.2x10^4 M_sun（1 sigma置信度）和3.8x10^4 M_sun（3sigma置信度）。这一上限与M_BH-σ关系外推到M_BH < 10^6 M_太阳区域是一致的。如果我们假设NGC 205和M33都含有核黑洞，那么这两个星系的M_BH上限意味着M_BH-σ关系的斜率为~5.5或更大。我们用我们的三积分模型计算了NGC 205的弛豫时间（T_r）和恒星碰撞时间（T_coll），核内T_r约为10^8年或更小，T_coll约为10^11年。T_r值很低，这与核坍缩已经发生是一致的，但我们不能从核形态学上得出关于存在或不存在大质量黑洞的结论。
2005-04-12 astro-ph
Hubble Space Telescope ultraviolet spectroscopy of blazars: emission lines properties and black hole masses
本文<z>分析了哈勃空间望远镜暗天体摄谱仪档案中的16个耀变体（~1）的紫外光谱，以便系统地研究它们的宽紫外发射线的性质。我们发现，最突出和最强烈的线，Ly_alpha和C IV的亮度，1549，是类似于正常的射电响亮类星体在可比的红移。然而，耀变体线的等效宽度明显小于射电噪类星体。因此，虽然耀变体的本征宽线区光度似乎与射电噪类星体的亮度无法区分，但它们的连续光谱必须相对较高，这很可能是由于相对论性光束。我们结合了紫外光光度的去束连续与发射气体的速度，以获得估计的质量的中心超大质量黑洞。宽线区域的大小通过两种方式计算：1）通过紫外连续光谱亮度和宽线区域大小之间的经验关系，以及2）通过耀变体模型所需的外部光子密度来再现在伽马射线处观察到的逆康普顿分量。第二种方法产生的结果与第一种方法有很大不同，这表明它只提供了一个非常粗略的估计或宽线区域大小的下限。我们发现耀变体中心黑洞的平均质量为~2.8e8 Msun，具有较大的色散，与其他射电大声活动星系核的计算结果相当。
2005-08-01 astro-ph
HST/STIS Spectra of Nuclear Star Clusters in Spiral Galaxies: Dependence of Age and Mass On Hubble Type
我们利用哈勃望远镜上的STIS光谱研究了不同哈勃类型的旋涡星系中的核星团。我们观察了40个星系的核团，从两个以前的HST/WFPC 2成像调查。光谱提供了一个更好的分离集群光从底层星系光比可能与地面光谱。为了推断恒星的形成历史，金属丰度和尘埃消光，我们拟合加权叠加的单年龄恒星星族模板的光谱。亮度加权年龄范围从10百万年到10千年。NC的恒星星族通常最适合作为不同年龄的恒星族的混合。这表明NC不是在一次事件中形成的，而是在最古老的恒星形成后很久才形成的。平均而言，晚型螺旋中的样本集群比早型螺旋中的样本集群具有更年轻的亮度加权平均年龄（log（年龄/年）= 8.37+/-0.25 vs. 9.23+/-0.21）。晚型螺旋星系的平均星团质量小于早型螺旋星系（log（M/Msun）= 6.25+/-0.21 vs. 7.63+/-0.24），并且超过了典型的球状星团的质量。星系团的质量与宿主星系的哈勃类型和其凸起的光度密切相关。后一种相关性与众所周知的超大质量黑洞质量和球核光度之间的相关性具有相同的斜率。因此，核团和黑洞的性质都与宿主星系的性质密切相关。
2006-04-06 astro-ph
Chaos and the Shapes of Elliptical Galaxies
哈勃太空望远镜（HST）的观测表明，大多数椭圆星系中的恒星密度以幂律尖点的方式向中心上升。许多这样的星系也包含中心的黑暗物体，可能是超大质量黑洞。来自陡峭尖点或黑洞的引力将摧毁构成三轴恒星系统“骨干”的大部分箱形轨道。详细的建模表明，由此产生的混乱可以排除自洽，强三轴平衡。因此，大多数椭圆星系可能是近轴对称的，扁球形或长球形。
1996-01-17 astro-ph
Modeling the Counts of Faint Radio Loud Quasars: Constraints on the Supermassive Black Hole Population and Predictions for High Redshift
我们使用一个物理驱动的半解析模型，基于质量函数的暗物质晕，预测的无线电响亮类星体的数量作为红移和光度的函数。在一些简单的模型中，中心BH质量与其宿主晕的速度色散成比例，即M（bh）σ（晕）^[5]，这些模型先前已经被发现与许多观测结果相一致，包括光学和X射线类星体光度函数。我们发现，类似的模型，当增加了经验处方的无线电发射，高估了1-2个数量级的微弱（10微焦耳）的无线电源的数量。这就转化为对类星体黑洞质量函数的低质量端的更严格的约束，而不是哈勃和钱德拉深场。我们将这种差异解释为质量低于10^7 Msun的黑洞要么是罕见的，要么是没有它们更大质量的对应物那么大声。排除质量低于10^7 Msun的黑洞的模型与最深处的射电观测结果一致，但仍然产生了一个明显的高红移天体尾部。在1- 10 GHz频段，在10 μ J的灵敏度下，我们发现位于z>6、10和15处的源的表面密度分别为100、10和0.3 deg^-2。这些源的发现与仪器，如艾伦望远镜阵列（ATA），扩展甚大阵列（EVLA），和平方公里阵列（SKA）将打开一个新的窗口，研究超大质量黑洞在高红移。我们还发现在z > 6时，mJy源的表面密度为0.1 deg^-2，可用于研究再电离时期的21 cm吸收。我们认为，尽管还没有光学上的识别，但第一次巡天可能已经探测到了10^3-10^4个这样的源。
2004-03-03 astro-ph
The Stellar-Dynamical Search for Supermassive Black Holes in Galactic Nuclei
用7个星系的独立星系群的结果说明了恒星动力学黑洞（BH）质量测量的鲁棒性。由于空间分辨率提高了2 - 330倍，并且分析从球形各向同性模型改进为轴对称三积分模型，因此导出的质量保持恒定，约为2倍。这给了我们信心，质量是可靠的，星系不会沉迷于各种各样的反常轨道结构。对BH替代品的限制也在改善。在M31中，哈勃太空望远镜（HST）的光谱显示，中央的大质量暗天体（MDO）是嵌入星系P2核中的一个微小的蓝色恒星群。MDO的半径必须小于约0.06弧秒。M31成为第三个可以排除棕矮星或恒星残骸的暗星团的星系。在我们的银河系中，对几乎完整的恒星轨道的观测表明，MDO半径小于约0.0006 pc。在BH的替代品中，这甚至排除了中微子球。因此，对中心暗物质的测量以及这些是黑洞的结论都经受住了时间的考验。对活动星系核BH范例的信心相应地很高。与BH影响范围的半径相比，BH的空间分辨率与地面工作中的HST相似。原因是HST用于观测更遥远的星系。大的，无偏见的样本是可访问的。因此，HST彻底改变了BH人口统计学的研究。
2003-06-18 astro-ph
Evidence of a Supermassive Black Hole in the Galaxy NGC 1023 from the Nuclear Stellar Dynamics
我们分析了SB 0星系NGC 1023的核恒星动力学，利用哈勃太空望远镜上的太空望远镜成像光谱仪和地面的观测数据。从这些长缝光谱测量的恒星运动学显示出快速的旋转（在距离核心0.1弧秒= 4.9秒差距时，V = 70 km/s）和向核心方向增加的速度色散（其中σ = 295 +/- 30 km/s）。我们所观察到的恒星运动学模型假设一个轴对称的质量分布与两个和三个积分的运动。这两种建模技术都指出了中心黑暗致密物质的存在（可能是一个超大质量黑洞），置信度> 99%。各向同性双积分模型得出的最佳拟合黑洞质量为（6.0 +/- 1.4）× 10^7 M_sun，质光比（M/L_V）为5.38 +/- 0.08，拟合优度（chi ^2）对星系倾角的合理值不敏感。三积分模型非参数化地拟合了观测到的视速度分布，视速度分布是星系位置的函数，它表明黑洞的质量为（3.9 +/- 0.4）× 10^7太阳质量，M/L_V为5.56 +/- 0.02（内部误差），而边缘模型的拟合效果远远优于其他倾角的模型。NGC 1023的内部动力学由我们的最佳拟合的三积分模型表明，在核的速度分布函数是切向各向异性的，这表明存在一个核恒星盘。核视线速度分布在速度大于等于600 km/s时有增强的翅膀，这表明我们可能已经探测到一组非常接近中央暗物质的恒星。
2000-11-09 astro-ph
SuperMassive Black Holes in Bulges
我们提出了空间扩展的气体运动学在秒差距尺度分辨率的核区域附近的四个磁盘星系，并将其建模为旋转的气体盘的联合潜力的恒星球和一个假定的中央黑洞。这些目标是从哈勃太空望远镜获得的一组更大的长缝光谱中选择的，这是STIS（SUNS）附近核子调查的一部分。它们代表了（24个中的）4个星系，它们显示出与旋转盘一致的对称气体速度曲线。我们推导出恒星质量分布从STIS采集图像采用恒星质量光比归一化，以匹配地面的速度色散测量在一个大口径。随后，我们约束质量的一个假定的黑洞匹配气体旋转曲线，以下两个不同的方法。在最一般的情况下，我们探索所有可能的磁盘取向，或者我们约束的气体磁盘的方向，从在类似的半径的尘埃带形态。在后一种情况下，运动学数据表明，四个天体中有三个存在中心黑洞，质量为10^7 - 10^8太阳质量，占宿主核球质量的0.025%。对于一个对象（NGC 2787）的运动学数据单独提供了明确的证据，即使没有外部约束的磁盘方向的存在，中央黑洞。这些结果直接说明了需要确定黑洞质量的不同方法，为大量的对象，证明了在黑洞/凸起质量的变化是远远大于以前声称的，并加强了最近的发现，黑洞质量是密切相关的凸起恒星速度色散。
2000-10-12 astro-ph
Multiple black holes in galactic bulges
我们研究了星系核球中超大质量黑洞的数量和相互作用率，这是由星系的球状组成部分通过合并形成的星系形成的分级模型预测的。在明亮的椭圆星系中，可以喷射出中心超大质量双星黑洞的事件数量很大。因此，中央双星必须在不到一个哈勃时间内合并-否则在M-sigma关系中会有太多的散射和太多偏离中心的星系核。我们提出，在触发星系中类星体活动的主要气体吸积事件中，二元黑洞能够合并。如果是这样的话，只有不到10%的暗椭圆星系和40%的亮椭圆星系被预测在它们的中心拥有质量几乎相等的双黑洞。这种双星可能会从星系中心被弹射出去，甚至在最明亮的椭圆星系中有20%会进入星系际空间。可以与中心物体相互作用的低质量黑洞的数量被预测为星系光度的一个强函数。在大多数微弱的椭圆星系中，在最后一次主要的气体吸积事件之后，没有黑洞落入星系中心，但在最明亮的椭圆星系中，平均有10个低质量黑洞在这段时间之后与中心超大质量物体相互作用。据估计，当这些低质量比的双星变硬时，恒星将从星系核心中喷出。因此，星系凸起中的多个黑洞为观测到的椭圆星系中心密度分布随光度变化的强烈系统性趋势提供了一个自然的解释。
2002-08-10 astro-ph
Dynamical models linking BH masses and DM content
我们研究了星系的暗物质分布与其中心超大质量黑洞之间的v_c-sigma关系。由于早期类型的星系似乎有更大的黑洞比晚型的，我们寻找一个等效的模式，在暗物质分布作为哈勃类型的函数。为了实现我们的目标，我们使用一个国家的最先进的建模代码，允许各种几何形状被安装到不同形态的星系的无线电和光学观测的组合。
2004-12-06 astro-ph
Environmental Dependencies for Star Formation Triggered by Expanding Shell Collapse
利用薄壳近似下的三维数值模拟，确定了旋转剪切星系盘中膨胀壳层的引力坍缩判据。模拟在7个独立变量的网格上运行，触发和不稳定质量的合成概率被确定为8个无量纲参数的函数。当中面气体密度与中面总密度之比较小时，膨胀的壳层在坍缩之前达到盘尺度高度并向晕排气。当Toomre不稳定性参数Q或类似的剪切参数Q_A较大时，在壳体积累足够的质量而不稳定之前，科里奥利力和剪切失速或逆转崩溃。当C=c_sh/（GL）^0.2的值较大时，对于上扫物质中的均方根速度色散c_sh和壳层驱动的光度L，聚集气体中的压力太大，不允许在膨胀时间内坍缩。考虑到涵盖广泛参数空间的约5000个模型，壳层坍缩作为触发恒星形成机制的共同性质是：（1）时间尺度为4*sqrt（C/2 pi G rho），对于环境中面密度rho，（2）碎片总质量约为2 × 10^7 Msun，其中只有一小部分可能是分子，（3）触发半径约为标度高度的2倍，对于大OB关联，触发概率约为0.5。由壳层坍缩引发的恒星形成应该在富含气体的星系中最常见，例如年轻星系或哈勃晚期星系。
2002-04-09 astro-ph
High-redshift galaxies, their active nuclei and central black holes
我们证明了最近探测到的恒星形成星系群的光度函数和z=3处的类星体光度函数可以与等级宇宙演化学预测的光学亮类星体寿命在10^6 ~ 10^8年范围内的暗物质晕的质量函数相匹配。我们认为，超大质量黑洞的质量可能受到自引力盘中吸积流的反作用的限制。这意味着黑洞与晕质量之间的关系为M_bh ~（v_halo）^[5]，类星体光学亮相的典型持续时间为10^7年的几倍。从最近对附近星系黑洞质量的估计中推断出的黑洞的高积分质量密度可能表明超大质量黑洞产生蓝光的总体效率比以前假设的要小。我们讨论了三种可能的吸积模式与低的光发射效率：（一）吸积在远高于爱丁顿率，（二）吸积掩盖灰尘，（三）吸积低于临界速率导致对流为主的吸积流持续哈勃时间。我们进一步认为，低光学效率的吸积可能与硬X射线背景的起源密切相关，电离背景可能逐渐由恒星而不是类星体在更高的红移主导。
1997-12-18 astro-ph
A Strong Correlation between Circumnuclear Dust and Black Hole Accretion in Early-Type Galaxies
我们提出了一个详细的调查，在一个大的，匹配良好的样本的早期型星系的活动星系核（AGN）的环核尘埃结构的发病率。在我们的样本中，所有34个早期活动星系核宿主都有环核尘埃，而尘埃只在34个早期活动星系的配对样本中的26%（9个）中观察到。这一结果表明，在椭圆星系和透镜星系中，环核尘埃的存在与中央超大质量黑洞的吸积之间存在着很强的相关性。这种相关性在后来的哈勃类型中并不存在，其中31个活跃星系和31个不活跃星系的样本都含有环核尘埃。这些档案，HST观测揭示了大范围的大多是混乱的尘埃形态。目前的估计表明，尘埃沉降或破坏的时间是10^8年的数量级，因此在大约50%的早期星系中存在尘埃需要频繁的补充，并同样频繁地为其中心的超大质量黑洞提供燃料。观测到的尘埃可能是内部产生的（通过恒星风）或外部吸积的，尽管这两种情况都存在观测挑战。我们的分析还表明，大约三分之一的早期类型的星系没有环核尘埃有核恒星盘。这些核恒星盘可能为外部吸积的物质提供了一个优选的运动轴，这些物质反过来又可能在这些盘中形成新的恒星。所观察到的核恒星盘和环核尘埃的发生率表明，核恒星盘的补充事件发生，大约是同时与中央活动星系核的燃料。
2006-10-12 astro-ph
Collisional dynamics around binary black holes in galactic centers
我们跟踪两个大质量黑洞在一个球形恒星系统中的下沉，其中黑洞在动力学摩擦的影响下变得束缚。一旦结合，双星通过三体与周围恒星的相遇而变硬。我们发现，二进制的核心内徘徊，提供了一个增强供应的反应伙伴的硬化。双星演化成一个高度偏心的轨道，导致合并远远超过哈勃时间。这些是第一个结果，从一个混合的“自洽场”（SCF）和直接Aarseth N体积分器（NBODY6），它结合了直接力计算的优势与效率的领域的方法。该程序是为在并行结构上使用而设计的，因此适用于具有超大粒子数（> 10^5）的碰撞N体积分。这创造了模拟球状星团与现实的碰撞弛豫和星系核周围的超大质量黑洞恒星系统的动力学的可能性。
2002-08-19 astro-ph
Accretion history of super-massive black holes
我们发现，活跃的恒星形成的莱曼break星系和B-波段类星体的光度函数在$z = 3$可以合理地拟合与塌缩星系尺度的暗物质晕的质量函数预测的可行的变体的层次冷暗物质占主导地位的宇宙学模型的寿命$t_Q$的光学亮相的类星体在范围$10^{6}$到$10^{8}$年。在$t_Q$和黑洞与宿主晕质量之间的关系中所需的非线性程度之间有很强的相关性。这种非线性关系的动机是暗示超大质量黑洞的质量可能受到自引力盘中吸积流上发射能量的反作用的限制。这意味着黑洞与晕质量之间的关系是$M_{\rm bh} \propto v_{\rm halo}^5 \propto M_{\rm halo}^{5/3}$的形式，而类星体光学亮相的典型持续时间是萨尔皮特时间（$\sim 10^{7}$ yr）的量级。从最近对邻近星系黑洞质量的运动学测定中推断出的黑洞的高积分局部质量密度似乎表明，超大质量黑洞产生蓝光的总体效率低于先前的假设。我们讨论了三种可能的吸积模式与低的光发射效率：（一）吸积远高于爱丁顿率，（二）吸积掩盖灰尘，（三）吸积低于临界速率导致对流为主的吸积流持续哈勃时间。我们进一步认为，低光学效率的吸积可能与硬X射线背景的起源密切相关。
1998-09-21 astro-ph
Constraining the Redshift z=6 Quasar Luminosity Function Using Gravitational Lensing
斯隆数字巡天（SDSS）最近发现了四个明亮的红移z=6的类星体，这可能会限制为这些源提供动力的超大质量黑洞的组装机制。在这里，我们计算类星体的通量被引力透镜强烈放大的概率，因此，当假设爱丁顿光度推断黑洞质量时，它们被高估的可能性。在红移z=6处，类星体的内禀光度函数（LF）的形状约束很差，导致了大范围的可能的透镜几率。如果LF是陡峭的，或者扩展到微弱的量级，放大10倍或更多的概率（SDSS只能检测到一个图像）可以达到100%。我们表明，未来的观测，特别是，无论是目前的四个类星体在高角分辨率提供的哈勃太空望远镜，或增加样本约20红移6类星体在目前的角分辨率，应该发现几个引力透镜，否则提供有趣的新的约束的形状z=6类星体LF。
2002-06-25 astro-ph
Short GRB and binary black hole standard sirens as a probe of dark energy
观测来自定域性好的、螺旋形的致密天体双星的引力辐射，可以高精度地测量绝对源距离。当与通过电磁对应物对红移的独立测定相结合时，这些标准塞壬可以提供对宇宙膨胀历史和暗能量的极好探测。短的伽马射线暴，如果是由合并的中子星双星产生的，将是标准的警报，具有已知的红移，可以被LIGO-II，Virgo和AIGO等地面GW网络检测到。根据伽马射线暴的准直性，对它们的引力波进行一年的观测可以测量到大约2%的哈勃常数。当与宇宙微波背景最后散射面的绝对距离测量相结合时，这确定了暗能量状态方程参数w为9%。类似地，超大质量双黑洞螺旋将是LISA探测到的标准警报。根据精确的红移分布，100个源可以测量4%水平的w。
2006-01-13 astro-ph gr-qc
