MOCCA SURVEY Database I: Binary Black Hole Mergers from Globular Clusters with Intermediate Mass Black Holes
由于引力波的作用，球状星团中黑洞双星的动力学形成在恒星密度较高的地方发生得更频繁。同时，形成中等质量黑洞（IMBHs）的概率也随着密度的增加而增加。为了探讨IMBH的形成和增长对来自球状星团的恒星质量黑洞双星布居的影响，我们分析了现有的大型Monte-Carlo球状星团模拟数据（MOCCA SURVEY Database I）。当IMBH质量不够大或IMBH种子形成较晚时，我们发现二元黑洞合并的数目与基于星系团初始性质的预测一致。然而，与预测相比，当现今IMBH质量比$\sim10^4 \rm M_{\odot}$更大或现今IMBH质量超过集群初始总质量的1%时，二元黑洞形成和随后的合并事件显着减少。通过考察系统中黑洞逃逸时刻的最大黑洞质量，我们发现在IMBH形成和增长之前，$\sim$ 90%的并合黑洞逃逸。此外，大部分恒星质量的黑洞被合并到IMBH或在大质量IMBH的情况下作为单个黑洞从球状星团中逃逸，这可能导致与引力波合并的二元黑洞的显着不足，取决于星团的初始分布。
2020-08-25 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
MOCCA-SURVEY Database I. Intermediate mass black holes in Milky Way globular clusters and their connection to supermassive black holes
在本文中，我们探讨了中等质量黑洞（IMBHs）和他们的护理球状星团（GC）之间的相互作用，利用超过2000蒙特卡罗GC模型。我们发现，IMBHs的影响球的平均密度可以唯一地连接到主机GC的亮度和半光半径通过一个基本平面。我们提出了一种统计方法来系统地确定潜在的银河系GC窝藏IMBH或恒星BH组成的大规模子系统。我们的模型表明，IMBH往往是绑定到一个恒星伴星或恒星BH，这可能会导致潮汐破裂事件或低频引力波。我们表明，GC轨道接近银河系中心有一个更大的概率见证IMBH形成在其早期的演变。这些低轨道GC可以将几个IMBH送入星系最内部区域，对电磁和GW发射都有潜在影响。我们讨论了IMBHs和SMBHs居住在星系核之间的潜在联系，探索在某些情况下，它们共享类似的形成途径的可能性。
2019-05-02 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Synthetic extinction maps around intermediate-mass black holes in Galactic globular clusters
在过去的几十年里，人们一直致力于解释由恒星演化理论估计的团内介质（ICM）的数量与观测中出现的球状星团（GC）之间的差异。一种可能的情况是这种介质被星系团中心的中等质量黑洞（IMBH）吸积。在这项工作中，我们的目标是模拟集群颜色过剩的配置文件作为示踪剂的ICM密度，无论有没有IMBH。比较的配置文件与观测，使我们能够测试IMBH的存在和它们可能的作用，在清洁的ICM。我们从流体动力学模型的吸积到一个中央IMBH在GC的团内密度分布，我们确定相应的尘埃密度。这个模型适用于25个银河系GC的列表。我们发现，中央IMBHs减少了几个数量级的ICM。在9个星团的子集中，没有黑洞，加上星团内介质温度低，这与目前的气体质量含量估计不一致。因此，我们得出结论，IMBH是一种有效的清洁机制的ICM的GC。我们构造了M62和ω Cen的合成消光图，这两个星系团是9个小子集中的两个星系团，具有观测到的二维消光图。我们发现，在合理的假设下的模型参数，如果在M 62的气体温度接近8000 K，IMBH需要调用。ICM对GC中气体和尘埃的进一步观测可能有助于解决这个问题。
2016-05-11 astro-ph.GA astro-ph.SR
Investigating Dynamical Properties of Globular Clusters through a Family of Lowered Isothermal Models
为了研究球状星团的动力学性质，收集了球状星团的表面亮度和运动学数据，并将其拟合到一个称为LIMEPY模型的低等温模型族中。对于18个研究的球状星团，浓度，截断，和各向异性的金额进行了测定。此外，还得到了团簇的质量、半质量半径、距离和质光比。一般来说，LIMEPY模型可以很好地描述这些集群。在这18个星团中，NGC 5139、NGC 6388和NGC 7078在文献中被认为是中等质量黑洞的候选者。这些模型不能很好地拟合NGC 5139的中心自行速度频散和NGC 6388的自行速度-频散剖面的斜率。因此，可能需要考虑在星团中心有中等质量黑洞或一组恒星质量黑洞的更专用的模型。考虑到NGC 7078，我们的模型具有一定程度的各向异性，可以拟合的数据。最后，发现了强的浓度截断反关联和截断半长轴关联，这可能是球状星团动力学演化的观测印记。
2023-01-12 astro-ph.GA astro-ph.SR
Hunting for intermediate-mass black holes in globular clusters: an astrometric study of NGC 6441
本文对球状星团NGC 6441核心的自行进行了天体测量研究。这个星系团的核心密度很高，用目前的仪器进行观测非常具有挑战性。我们结合地面，高角分辨率NACO@VLT图像与哈勃太空望远镜ACS/HRC数据和测量PM的时间基线为15年的约1400颗恒星在最中心的15角秒的集群。对于明亮的、测量良好的恒星，我们达到了PM精度$\sim$ 30 $μ$ as yr $^{-1}$。我们的速度色散的结果是在良好的协议与其他研究和扩展现有的分析恒星运动学的NGC 6441到其中心区域从未探测过。在最里面的角秒的集群，我们测量的速度色散（19.1 $\pm$ 2.0）公里的$^{-1}$演化恒星。由于它的高质量，NGC 6441是一个有希望的候选者，拥有一个中等质量黑洞（IMBH）。我们结合我们的测量与文献中的其他数据和计算集群的动力学模型。我们发现了一个上限的$M_{\rm IMBH} < 1.32 \times 10^4\,\textrm{M}_\odot$，但我们既不能确认也不能排除它的存在。我们还将星系团的动力学距离精确到$12.74^{+0.16}_{-0.15}$ kpc。虽然在NGC 6441中寻找IMBH的工作尚未结束，但我们的研究结果表明，未来使用超大型望远镜的观测将如何受益于现有高角分辨率数据提供的长时间基线。
2021-02-15 astro-ph.GA astro-ph.SR
Study of dynamical status of the globular cluster NGC 1851 using Ultraviolet Imaging Telescope
本文对NGC 1851球状星团的动力学状态进行了研究。多波长空间和地面数据集的组合用于本分析。为了选择真正的星团成员，我们使用了HST和GAIA-DR 2星表的天文光度数据。从星系团的中心到外围绘制了星系团的BSS径向分布。BSS的径向分布表现为一个中心峰值，然后在中间半径（rmin ~ 90“）处下降，在外围有上升的趋势。我们还估计A+rh参数为0.391 +/- 0.006，以验证径向分布研究的结果。根据BSS径向分布的极小值和A+rh参数的值，我们认为NGC 1851属于族Ⅱ分类，是一个中等动力学状态的星系团。
2021-02-04 astro-ph.GA astro-ph.SR
Mass Segregation in NGC 2298: limits on the presence of an Intermediate Mass Black Hole
理论研究表明，在某些球状星团（GC）的核心存在中等质量黑洞（IMBH，质量在100-10000 Msun范围内）。在本文中，我们提出了第一个应用程序的一个新的技术，以确定存在或不存在的中央IMBH的球状星团，已达到能量均分通过两体弛豫。该方法是基于测量的径向分布的平均质量的恒星在系统中，使用的事实，即淬火的质量分离时，预期存在的IMBH。本文利用HST-ACS的主序星测量了球状星团NGC 2298的质量分离径向分布。观测结果进行了比较，从直接的N-体模拟星团的动力学和没有IMBH的预期。NGC 2298的质量分离分布与从没有中心大质量物体的模拟中推断出的在观测探测的所有径向范围内的质量分离分布定量匹配，即从中心到大约两个半质量半径。模拟中包含的IMBH质量超过~ 300-500 Msun（取决于NGC 2298的假设总质量），而在3 sigma置信度下与数据不一致，无论为这些运行选择的IMF和二元分数如何。虽然在探测球状星团中心黑洞的探索中提供了零结果，但这里进行的数据-模型比较表明了该方法的可行性，该方法也可以应用于其他在其核心具有分辨测光的球状星团。
2009-04-21 astro-ph.GA astro-ph.SR
An intermediate-mass black hole in the centre of the globular cluster 47 Tucanae
中等质量黑洞在理解恒星质量和超大质量黑洞之间的演化联系方面起着关键作用。然而，到目前为止，这些黑洞的存在仍然是模糊的，因此它们的形成过程是未知的。长期以来，人们一直怀疑质量为$10^{2}-10^{4}M_{\odot}$的黑洞应该形成并存在于致密的恒星系统中。因此，几十年来，专门的观测活动一直以球状星团为目标，寻找这些难以捉摸的天体的特征。在这些有针对性的搜索中发现的所有候选者似乎都是射电暗淡的，并且不具有基本平面预测的X射线与射电通量比，以用于吸积黑洞。基于缺乏电磁对应物的情况，分别根据射电和X射线观测，给出了47 Tuccenda（NGC 104）中一个假定的黑洞质量的$2060 M_{\odot}$和$470 M_{\odot}$上限。在这里，我们表明，有证据表明，在47 Tuc中心黑洞的质量为M $_{\bullet}\sim2300 M_{\odot}$ $_{-850}^{+1500}$时的球状星团的动力学状态探测与恒星。在其中一个致密星团的中心存在一个中等质量的黑洞，没有可探测到的电磁对应物，这表明黑洞没有以足够的速度吸积，因此与预期相反，它缺乏气体。这个中等质量的黑洞可能是电磁不可见的黑洞群体中的一员，而这些黑洞群体是导致星系中超大质量黑洞形成的难以捉摸的种子。
2017-05-09 astro-ph.GA astro-ph.IM astro-ph.SR
Evidence for an intermediate-mass black hole in the globular cluster NGC 6624
PSR B 1820 $-$ 30 A位于球状星团NGC 6624中，是已知距离任何球状星团中心最近的脉冲星。我们提出了超过25年的高精度计时观测的毫秒脉冲星，并获得四个旋转频率时间导数测量。模拟这些高阶导数是由于轨道运动，我们发现的解决方案表明，脉冲星是在一个低偏心率（$0.33\lesssim e\lesssim0.4$）较小的轨道与低质量的同伴（如主序星，白矮星，中子星，或恒星质量黑洞）或高偏心率（$e\gtrsim0.9$）较大的轨道与大质量的同伴。星团的质量性质和4U 1820 $-$ 30和星团中其他恒星的观测性质都反对低偏心率的可能性。高偏心率解表明，脉冲星最有可能绕着位于星团中心的质量为$> 7,500$ ~M $_\odot$的中等质量黑洞（IMBH）运行。球状星团的引力模型，其中包括这样一个中央黑洞（BH），预测的加速度与测量的脉冲星相当。进一步预测了IMBH的最小质量为$\sim60,000$ ~M $_\odot$ .考虑到对观测周期导数的相关贡献，脉冲星的$γ$射线效率应该在0.08和0.2之间。我们的研究结果表明，其他球状星团也可能包含中心黑洞，它们可能通过研究足够接近它们中心的新黑洞来揭示。请注意，我们在第5节中发现了一个错误，因此，上述$\sim$ 60，000 ~M $_\odot$质量必须替换为正确的模型相关质量限值$\sim$ 20，000 ~…
2017-05-17 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
On the internal pollution mechanisms in the globular cluster NGC 6121 (M4): heavy-element abundances and AGB models
球状星团的轻元素含量显示出显著的变化，这表明存在着由上一代喷出物形成的第二代恒星。这些内部污染物的性质仍然是一个争论的问题：两个最流行的方案表明中等质量的AGB恒星和快速旋转的大质量恒星。一些关键元素的丰度测定可以帮助区分这些竞争者候选者。本文给出了NGC 6121中103颗红巨星分支星的Y丰度。在测量误差范围内，我们发现[Y/Fe]在该簇中是恒定的，这与最近的建议相反。对于六颗恒星的子样本，我们还发现[Rb/Fe]是恒定的，与以前的研究表明其他s-过程元素没有变化。我们还提出了一套新的恒星产率为5和6太阳质量的中等质量AGB恒星模型，包括重元素的S-过程丰度。质量损失率、混合长度参数和核反应速率的不确定性对恒星丰度有重要影响。在IM-AGB污染的情况下，集群内的重元素的恒定丰度需要在IM-AGB星的边际S-过程效率。这样的约束仍然可以满足本模型假设一个更强的质量损失率。上述不确定性限制了中等质量AGB模型的预测能力。由于这些原因，目前我们还不能清楚地排除它们作为球状星团中第二人口恒星的主要污染物的作用。
2013-04-25 astro-ph.GA astro-ph.SR
Intrinsic Metallicity Variation in the Intermediate Mass Type II Globular Cluster NGC 1261
球状星团（GCs）几乎普遍地表现出多重星族（MP）。HST紫外线遗产调查的大量银河系GC在紫外线过滤器优化探索MP发现，一小部分GC，称为II型，也显示出更复杂，异常的行为。几个研究充分的II型GC显示内在的Fe丰度变化，这表明其他研究较少的II型GC也应该表现出类似的行为。我们的目标是对NGC 1261（一个中等质量的II型GC）进行第一次详细的金属丰度分析，以确定该天体是否显示出内在的Fe变化。我们使用Magellan-MIKE和UVES-FLAMES高分辨率，高信噪比光谱仪测定了8颗红巨星成员的Fe丰度。来自光谱的整个样品的[Fe/H]的全范围为-1.05至-1.43 dex，观察到的扩展sigma_obs=0.133 dex。与总内误差σ tot= 0.06相比，σ int=0.119 dex的本征金属丰度分布显著。我们发现了一个非常相似的变化[Fe/H]使用一个独立的方法来推导基于近红外测光的大气参数。更重要的是，五颗正常金属量恒星的平均金属量为-1.37+/-0.02，而三颗异常/高金属量恒星的平均金属量为-1.18+/-0.09。该差异在$\pm$ 2.4 Sigma水平上具有显著性。我们从其他II型GC的现有数据中发现迹象，其中几个假定具有真实金属丰度差异的GC实际上可能没有。GC获得本征Fe扩散所需的最小质量似乎是$\pm$ 10^5 Msun。我们发现没有很强的…
2021-06-29 astro-ph.GA astro-ph.SR
Aluminum abundances of multiple stellar generations in the globular cluster NGC 1851
研究了特殊的球状星团NGC 1851中红巨星的铝丰度分布。铝的丰度是从强双重态Al I 8772-8773 A中获得的50颗星团恒星的中分辨率火焰光谱测量的，这些恒星是在盖亚-ESO公众调查中获得的。我们将这些丰度与先前推导的O，Na，Mg丰度相结合，以充分表征NGC 1851早期恒星世代中高温下H燃烧的NeNa和MgAl循环的相互作用。在我们的样本中的恒星显示出Al，Na和Si之间的良好定义的相关性; Al与O和Mg之间的相关性很好。[Al/Fe]比的平均值从第一代恒星到第二代恒星稳步增加，第二代恒星具有中间和极度修改的成分。我们在一个更大的数据库上证实了我们最近获得的结果（Carretta et al. 2011 a）：质子捕获元素的丰度模式意味着NGC 1851中有适度的Al产生。我们发现的证据，在NGC 1851中的红巨星的更丰富的金属成分的Al和Ba丰度之间的统计上显着的正相关性。
2012-05-30 astro-ph.GA astro-ph.SR
Proper Motions in Globular Clusters using Deconvolution of HST Images
Butler（2000）提出了一种利用HST WFPC 2仪器进行拥挤场光度测量的子采样反卷积技术，并将其应用于寻找球状星团中的类星体的光学对应物（Golden et al.2001）。仿真结果表明，该方法考虑了点扩散函数（PSF）的空间变化，可以提供更好的恒星检测和恢复的分辨率损失的像差和不良的采样。最初的重点是在拥挤的领域进行精密测光。在目前的工作中，我们已将这种方法推广到确定球状星团中恒星的自行。HST观测到的球状星团的实际图像，以及对球状星团的真实模拟，都被用来对该技术进行天体测量精度的基准测试。最终的目标是利用这些动力学数据在球状星团核心寻找中等质量黑洞。
2013-06-03 astro-ph.GA astro-ph.SR
Radio Continuum Observations of 47 Tucanae and Omega Centauri: Hints for Intermediate-mass Black Holes?
利用澳大利亚望远镜紧凑阵列（ATCA）对两个银河系球状星团47 Tucauri（47 Tuc）和Omega Centauri（Omega Cen）进行了深射电连续谱观测。没有统计学上显着的证据，无线电发射被发现从中心区域的两个集群。然而，这两个集群都显示了中心附近的2.5西格玛检测，这可能会被未来更深的射电观测所证实。无线电观测的3-sigma上限分别为欧米茄Cen和47 Tuc的20和40 microJy/beam。利用描述射电光度、X射线光度与黑洞质量之间关系的吸积黑洞基本平面，对球状星团中可能存在的中等质量黑洞（IMBH）的质量进行了约束.我们还将所得结果与其他球状星团的结果进行了比较，并讨论了球状星团中IMBH的存在性。
2011-02-08 astro-ph.SR
Globular cluster chemistry in fast rotating dwarf stars belonging to intermediate age open clusters
在银河系球状星团的多个种群中观察到的特殊化学物质通常在其他系统中找不到，如矮星系和疏散星团，目前没有模型可以完全解释它的存在。探索多种群现象的边界及其在集群质量，年龄，金属丰度和紧凑性空间中的变化程度已被证明是一个富有成效的调查路线。在一个更大的项目的框架内，寻找多人口的疏散星团，根据文献和调查数据，我发现特殊的化学丰度模式的样本中的中间年龄疏散星团与公开可用的数据。更具体地说，属于四个星团的快速旋转矮星（vsini> 50 km/s）显示出[Na/Fe]或[O/Fe]双峰态，或两者兼而有之。此外，两个星团在快速旋转的恒星中显示出Na-O的关系，一个星团在高[Na/Fe]的恒星中显示出很大的[Mg/Fe]变化，达到了在NGC 2808中观察到的极端Mg耗尽。即使考虑到样本量很小，这些图案也需要注意，因为它们可能与球状星团的多星群现象有关。在这些快速旋转的矮星中观察到的特定化学物质被认为是由不同的扩散和混合机制的复杂相互作用产生的，如旋转混合和质量损失，反过来又受到金属丰度，双星，质量，年龄，可变性等的影响。然而，通过手头的样品，不可能确定哪些恒星参数导致了观察到的Na和O双峰性和Na-O关系，这表明除了恒星自转之外，恒星的其他性质也很重要。
2018-02-19 astro-ph.SR
Massive AGB models of low metallicity: the implications for the self-enrichment scenario in metal poor Globular Clusters
背景：我们提出了低金属量的中等质量恒星模型的物理和化学性质，沿着热脉冲阶段演变。目的：这项工作的目标是扩展到低金属丰度，Z = 1，2和6 × 10 ^{-4}，以前计算的化学模型的典型球状星团的中间金属丰度（Z = 0.001），以及我们银河系中发现的最富金属的星系团（Z = 0.004）;主要目标是测试贫金属球状星团的自富集情况。我们计算了金属丰度Z = 10 ^{-4}、2 × 10 ^{-4}和6 × 10 ^{-4}的三个中质量模型网格;在整个AGB阶段，进化序列从主序前开始，几乎直到整个包膜的排出。我们讨论的喷出物的化学，特别是质量分数的那些元素，已被调查期间的许多，深，spectrocopic调查的球状星团结果：虽然氧和钠的数据是稀缺的低金属含量球状星团，少数数据的未进化的恒星在NGC6397是兼容的模型。此外，我们发现与星团M15中未演化恒星的C-N关系很好的一致。然而，在这个星团中，没有发现低氧（[O/Fe]=-1）的恒星。根据目前的模型，最大的，非常贫金属的星团应该包含这样的恒星。在最低金属丰度Z = 10 ^{-4}时，由于氧丰度的急剧下降，质量最大的AGB的喷出物具有C/O> 1。我们讨论了这一预测的可能影响。
2009-03-05 astro-ph.SR
The Role of Thermohaline Mixing in Intermediate- and Low-Metallicity Globular Clusters
现在人们普遍认为，球状星团红巨星分支星奇怪的丰度模式是由于来自祖星的污染和原位额外混合的组合。在这种混合理论中，第一代恒星将丰度模式印入气体中，第二代恒星由此形成。混合理论表明，额外的混合是在两个人口和我们使用的[C/Fe]与光度的变化，以检查这种混合是多么有效。我们调查了观测到的红巨星分支M3，M13，M92，M15和NGC 5466作为一种手段来测试的温盐混合理论。第二个参数对M3和M13是中间金属丰度，我们的模型能够解释两个簇中碳沿RGB的演化。尽管如此，为了拟合M13中碳最贫乏的主序星，我们需要一个初始[C/Fe]丰度导致碳丰度低于观测值的模型。此外，我们的研究结果表明，M13中的恒星形成了一些原生氮（比M3中的恒星更高的C+N+O）。在贫金属的制度，只有NGC 5466可以暂时解释的温盐混合在多个人口。我们发现热盐混合无法模拟M92和M15中[C/Fe]的量级耗尽。看起来好像在这些星系团的光度函数碰撞之前发生了额外的混合。要使数据与模型相一致，首先需要比现有模型更深入地挖掘。
2012-02-13 astro-ph.SR
New insights into the star formation histories of candidate intermediate-age early-type galaxies from K'-band imaging of globular clusters
利用新的Gemini/NIRI K '波段成像和现有的光学V，I测光资料，研究了候选中龄早型星系NGC 3610，NGC 584和NGC 3377中亮球状星团（GC）的年龄和金属丰度分布。发现V-I vs I-K'色-色图打破了光学颜色中存在的年龄-金属丰度简并，因为I-K'主要测量种群的金属丰度，并且与光谱学不同，对已知存在于大质量古老GC中的热水平分支（HB）星的影响相对不敏感。我们推导出GC的光度年龄、Z和质量。一般来说，贫金属（[Z/H]<-0.7dex）GC比富金属GC更老。对于NGC 3610中质量最大的GC（M>6x10^5 M_sol），根据现有的光谱数据，光度年龄要老约2 Gyr，并且这种差异对于贫金属GC更为明显。然而，光度和光谱金属丰度是在良好的协议。我们认为，这表明存在一个热HB在这些大规模的集群，这使得光谱年龄从巴耳末线强度被低估。为了支持这一观点，我们指出，除了47 Tuc外，所有M>6x10^5 M_sol的银河系GC都有热的HB。利用最大质量的GC质量和星系的SFR之间的关系，我们发现星系的峰值SFR是在最古老的（贫金属）GC形成的时期达到的。富金属GC的年龄和[Z/H]分布很宽，表明星系恒星形成历史较长。GC年龄和[Z/H]分布的峰值与宿主星系积分年龄和[Z/H]相关，表明GC确实可以作为星系恒星形成历史的相关代理。（节录）
2011-11-24 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.SR
Orbital eccentricity of binary radio pulsars in globular clusters and interaction between stars
我们利用计算工具模拟双星-单星相互作用，分析观测到的球状星团中射电双星的轨道偏心率和周期分布。球状星团具有不同的由不同相互作用方案产生的类星体群。星团脉冲星的中等偏心率主要可以用飞掠来解释，尽管脉冲星位置的局部较低恒星密度可能会改变这种情况。非常高的离心率可能是单星与脉冲星的双星伴星交换和/或合并的结果。
2009-01-22 astro-ph.SR
Variable Stars in Large Magellanic Cloud Globular Clusters I: NGC 1466
这是研究大麦云球状星团中变星的系列论文中的第一篇。本系列的主要目标是更好地了解奥斯特霍夫中间系统中的RR型天琴座星与奥斯特霍夫I/II系统中的天琴座星的比较。在本文中，我们提出了我们的新的时间序列BV测光研究的NGC 1466的结果。在该集群中共确定了62个变量，其中16个是新发现的。这些变星包括30颗RRab星、11颗RRc星、8颗RRd星、1颗候选RR天琴座、2颗长周期变星、1颗潜在的异常造父变星和9颗分类未定的变星。我们提出这些变量的光度参数。对于RR天琴座恒星的物理性质来自傅立叶分析的光变曲线。使用天琴座RR型恒星来确定红化校正的距离模数为（m-M）0 = 18.43 +/- 0.15。我们讨论了Oosterhoff型的几种不同的指示器，发现NGC 1466是一个Oosterhoff中间天体。
2011-07-27 astro-ph.SR
