Investigating the nature of mass distribution surrounding the Galactic supermassive black hole
在过去的三十年里，许多围绕银河系中心（Sgr A*）的超大质量黑洞（SMBH）运行的恒星被发现。它们的轨道性质可以严格限制SMBH的质量。特别是，恒星S2已经完成了至少一个周期，因为我们的第一次检测到它的位置，这可以提供丰富的信息来检查SMBH的属性，以及SMBH周围的天体物理环境。在这里，我们报告了一个有趣的现象，如果一个显着量的暗物质或恒星质量分布在SMBH周围，S2恒星轨道的岁差速度可以“慢下来”最多27%相比，没有暗物质周围的SMBH，假设最佳的暗物质的情况。我们期望未来S2恒星轨道或其他恒星轨道的高质量观测数据可以帮助揭示SMBH附近的实际质量分布和暗物质的性质。
2022-08-26 astro-ph.GA
Shaping the relation between the mass of supermassive black holes and the velocity dispersion of galactic bulges
我利用超大质量黑洞吸积盘发出的辐射可以加热原星系中周围的气体，从而在星系形成过程中达到流体静力平衡。因此，黑洞质量M_BH和速度色散σ之间的相关性自然出现。即使用M_BH \leq 10^6 M_sun，结果也与观测数据的经验拟合基本一致。这个模型提供了一个清晰的图像，银河系超大质量黑洞的属性是如何与银河系隆起的动力学性质。
2013-01-28 astro-ph.CO astro-ph.GA
Stellar Collisions in Galactic Nuclei: Impact on Destructive Events Near a Supermassive Black Hole
本文通过含广义相对论效应的蒙特卡洛数值模拟，研究银河系中心恒星团中高速破坏性恒星碰撞的发生率与能量分布，并纳入黑洞瓦解双星后注入的恒星，进而与潮汐瓦解事件和极端质量比旋近进行自洽比较。
2023-11-01 astro-ph.GA
The Galactic Center: An Improved Astrometric Reference Frame for Stellar Orbits around the Supermassive Black Hole
对银河系中心超大质量黑洞周围短周期轨道上恒星的精确测量，现在正被用来限制广义相对论效应，如引力红移和近点岁差。测量轨道中最大的系统不确定性之一是天体测量参考系中的误差，该参考系来自与SiO脉泽相关的七颗红外明亮恒星，这些恒星在Sgr A* 静止系中测量时具有极其精确的无线电位置。我们改进了银心14“以内的天体测量参考系，在位置上提高了2.5倍，在自行上提高了5倍。在新的参考系中，Sgr A* 定位在0.645 mas的位置内，自行为0.03 mas/yr。我们已经删除了大量的旋转（每十年2.25度），这是目前在以前的不太准确的参考系用于测量恒星轨道的领域。随着我们改进方法和对脉泽的持续监测，我们预测，在未来5年内，广义相对论预言的轨道岁差将成为可探测的。
2019-01-24 astro-ph.GA
Kinematic signatures of reverberation mapping of close binaries of supermassive black holes in active galactic nuclei. II. Atlas of two-dimensional transfer functions
大多数大型星系的中心都有超大质量黑洞（SMBH），星系会合并。因此，双星SMBH在星系核中应该是常见的。然而，密切的二进制SMBH（CB-SMBHs）与sub-parsec分离不能直接使用现有的设施成像。一些间接的特征，如光变曲线中的周期信号和发射线轮廓中的双峰，已经被用来寻找CB-SMBH候选者，但仍然存在歧义，不能做出明确的结论。我们最近提出了一种新的方法，专注于运动学签名，可以从混响映射CB-SMBHs，一个提供了一个很有前途的途径来解决这个重要的问题。在本文中，我们计算了各种参数的模型，但两个BH的BLR接近，但仍然没有合并。本补充文件的目的是提供一个二维传递函数的CB-SMBH与广泛的轨道和几何参数的图集，以帮助更有效地识别混响映射数据中的CB-SMBH候选。
2019-12-30 astro-ph.GA
Measuring spin of a supermassive black hole at the Galactic centre -- Implications for a unique spin
我们确定的自旋的超大质量黑洞的背景下discseismology通过比较新检测到的准周期振荡（QPO）的无线电发射在银河系中心，人马座A*（Sgr A*），以及红外和X射线发射与银河系黑洞。我们发现Sgr A* 和银河系X射线源中黑洞的自旋参数都有一个独特的值$\approx 0.44$，这个值小于一般公认的超大质量黑洞的自旋参数值，这为超大质量黑洞的生长过程中黑洞的角动量提取提供了证据.我们的研究结果表明，自旋参数接近平衡值，其中通过吸积的自旋上升是平衡的自旋下降通过Blandford-Znajek机制，无论其初始自旋。我们期望利用QPO测量黑洞的自旋将为探索宇宙中黑洞的演化打开一个新的窗口。
2010-01-23 astro-ph.CO astro-ph.GA
Supermassive Black Holes in Galactic Nuclei with Tidal Disruption of Stars: Paper II - Axisymmetric Nuclei
采用高精度直接N体模拟方法研究了稠密旋转星团中超大质量中心黑洞对恒星的潮汐扰动。在以前的论文中的球形星团，我们研究的时间演化的恒星潮汐破坏率和潮汐破坏的恒星的起源，现在根据几个类的轨道只发生在轴对称系统（短轴管和碟）。与球形系统相比，我们发现轴对称系统有更高的TD率。这种增强可以用相空间中增大的损失锥来解释，这是由于总角动量$\bf J$不守恒而引起的。与球形系统一样，潮汐吸积星的最后远心距分布在经典临界半径处达到峰值。然而，吸积星起源的角分布揭示了有趣的特征。在超大质量黑洞的影响半径范围内，破裂星的角分布具有明显的双峰结构，在赤道面附近有一个局部极小值。在影响半径之外，这种依赖性很弱。我们发现，轨道参数的双峰结构可以解释的存在下，两个家庭的定期轨道，即短轴管和碟形轨道。最后给出了轴对称星系核中损失锥的结果。
2015-08-12 astro-ph.GA
Estimating Masses of Supermassive Black Holes in Active Galactic Nuclei from the Halpha Emission Line
本研究基于宽Halpha发射线，利用去趋势后的reverberation mapping数据，构建了仅需Halpha光度和线宽的AGN超大质量黑洞质量估算器，考虑了光度、线宽和Eddington ratio，精度约0.2-0.3 dex。
2025-01-28 astro-ph.GA
Changing-look active galactic nuclei: close binaries of supermassive black holes in action
变貌活动星系核（CL-AGN）作为一种新的星系核亚群，其时间尺度与吸积盘模型之间存在着很大的矛盾，对活动星系核的一些基本物理性质提出了挑战。在这封信{ \textit{} }中，我们证明了极端的情况：具有高偏心率的超大质量黑洞（CB-SMBH）的近双星能够通过一个轨道触发CL跃迁。在这种情况下，双黑洞建立自己的迷你磁盘剥离气体的内边缘的环联盘在apastron阶段，之后，他们与磁盘潮汐相互作用在近星相有效地交换角动量在一个轨道周期。对于逆轨道旋转的迷你盘，潮汐扭矩迅速挤压迷你盘的潮汐部分到一个小得多的半径，这迅速导致更高的吸积和短耀斑之前的磁盘下降到2型活动星系核。逆旋转的迷你盘从双星获得角动量并向外旋转，这导致从类型1到类型2的快速关闭。开启发生在离星阶段。CB-SMBH控制周期之间的转换类型-1和类型-2的轨道周期，但允许不同的性质在CL-AGN光变曲线。
2020-10-19 astro-ph.GA
Can supernova shells feed supermassive black holes in galactic nuclei?
模拟了超新星在星系核区的星际介质中膨胀形成的壳层，分析了超新星相对于星系中心的位置、星际物质密度、星系核区的温度、星系核区的温度、星系核区以及核星团（NSC）和超大质量黑洞（SMBH）的引力合力我们采用了简化的流体动力学模拟，在3D中使用无限小薄层近似（代码RING），并确定壳膨胀是否以及在何处可能将新的气体带入SMBH周围的内秒差距。模拟结果表明，超新星发生在一个圆锥形区域内的旋转轴的星系可以养活中央吸积盘周围的SMBH。对于10 $^3$和10 $^5$ cm $^{-3}$之间的环境密度，单个超新星沉积到中央秒差距的平均质量在10到1000太阳质量之间变化，这取决于环境密度和超新星事件的空间分布。在银河系中心附近发生的恒星暴增事件之后的超新星可以提供两到三个数量级的质量到中央秒差距，这取决于恒星暴增的大小。沉积的物质通常会遇到并加入一个吸积盘。然后，该质量的命运在SMBH的增长和从盘的能量驱动流出之间分配。
2020-10-29 astro-ph.GA
The first supermassive black hole mass measurement in active galactic nuclei using the polarization of broad emission line Mg II
近年来，分光偏振测量提供了一种有效的方法，它是基于活动星系核（AGN）宽发射线偏振面位置角的轮廓。在这里，我们提出了黑洞测量SBS 1419+538使用分光偏振观测的Mg II光谱带。观测是由SAO RAS的6米望远镜使用SCORPIO-2进行的。我们发现一个很好的协议估计超大质量黑洞（SMBH）质量为这个对象使用分光偏振法相比，使用其他方法获得的质量。
2021-09-24 astro-ph.CO astro-ph.GA
Statistical Challenges in Fitting Stellar Orbits around the Supermassive Black Hole at the Galactic Center
二十多年来银河系中心短周期恒星的天体测量和径向速度数据有可能提供对广义相对论的前所未有的检验，并深入了解超大质量黑洞的天体物理学。这一点的基础是理解拟合恒星轨道的基本统计问题。非预期的先验效应可能会掩盖广义相对论和潜在的扩展质量分布的实际物理效应。其核心是处理多星拟合所固有的大参数空间，并确保贝叶斯框架内所得置信区间的可接受覆盖特性。这篇文章将详细介绍加州大学洛杉矶分校银河中心小组在解决这些统计问题方面的一些分析和工作。
2017-01-10 astro-ph.GA astro-ph.IM
The Ecology of the Galactic Centre: Nuclear Stellar Clusters and Supermassive Black Holes
超大质量黑洞存在于大多数星系核中。这些原子核中的很大一部分还包含一个围绕着黑洞的核星团。在这里，我们考虑的想法，核星团形成的第一和超大质量黑洞成长后。特别是，我们考虑合并的三个星团，形成一个核星团，其中一些集群包含一个单一的中等质量黑洞（IMBH）。在多个星团包含IMBH的情况下，我们讨论了黑洞是否可能合并，以及这种合并是否可能导致合并后的黑洞从核星团中喷出。在某些情况下，没有超大质量黑洞会形成，因为任何合并产物都不会保留。这是一个自然的途径来解释那些含有核星团但显然缺乏超大质量黑洞的星系核; M33是一个附近的例子。或者，如果IMBH合并的产物被保留在核星团中，它可能会随后长大，例如通过恒星的潮汐破裂，形成超大质量黑洞。
2019-07-31 astro-ph.GA astro-ph.HE
Black holes and the supermassive compact object at the Galactic center: multi-arts of thought and nature
这是对2020年诺贝尔物理学奖的特邀评论，该奖项授予罗杰·彭罗斯“发现黑洞的形成是广义相对论的一个强有力的预测”，以及莱因哈德·根泽尔和安德烈·盖兹“发现了我们银河系中心的超大质量致密物体”。"
2020-12-07 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Kinematic signatures of reverberation mapping of close binaries of supermassive black holes in active galactic nuclei
距离为$\lesssim 0.1$ pc的近距离超大质量黑洞双星（CB-SMBH）是星系合并的最后阶段，它们是低频引力波（GW）的源，但由于它们不能在空间上分辨，在观测上仍然是难以捉摸的。幸运的是，宽发射线到电离连续谱的回声传递了活动星系核（AGN）中心区域中由超大质量黑洞控制的宽线区（BLR）动力学的宝贵信息。在本文中，我们演示了如何复合的混合2维传递函数的二元BLR周围的CB-SMBH活动星系核，提供了一个机会，确定他们从混响映射（RM）数据。研究发现，在傅立叶空间中，CB-SMBH光变曲线的耦合作用导致了传递函数中的变分耦合效应。我们提供了半解析公式的传递函数的气体的运动学地图。对于最简单的变分耦合效应的情况下，我们对几个BLR模型进行了计算，并揭示了与单个活动黑洞的显着区别。原则上，这种差异是由CB-SMBH系统的轨道运动引起的。为了在时域空间搜索CB-SMBH，候选目标的选择应集中在具有H $β$双峰轮廓和较弱的近红外发射的局部活动星系核。未来对目标进行的高保真RM活动将为揭示CB-SMBH的这些运动学特征并因此测量其轨道参数提供机会。
2018-06-18 astro-ph.GA
The Proper Motion of Sagittarius A*: III. The Case for a Supermassive Black Hole
我们报告测量与甚长基线阵列的自行Sgr A* 相对于两个河外射电源跨越18年。Sgr A* 的视运动是-6.411 +/- 0.008 mas/yr沿银河平面和-0.219 +/- 0.007 mas/yr向北银河极点。这种明显的运动几乎可以完全归因于太阳绕银河系中心的轨道的影响。去除这些影响后，银河系自转方向的残差为-0.58 +/- 2.23 km/s，银河系北极方向的残差为-0.85 +/- 0.75 km/s。对银河系中心星团内的大质量天体在银河平面内和垂直于银河平面的运动进行最大似然分析表明，辐射源Sgr A* 包含的引力质量（4 x 10^6 Msun）约为从恒星轨道推导出的25%以上。Sgr A* 的内禀大小与其史瓦西半径相当，其隐含的质量密度大于4 x 10^23 Msun/pc^-3，非常接近于黑洞的预期值，这为它确实是一个超大质量黑洞提供了压倒性的证据。最后，在距离人马座A* 约0.003 ~ 0.1 pc之间，质量大于3 × 10^4 Msun的“中等质量”黑洞的存在被排除。
2020-01-13 astro-ph.GA
The Galactic Center: Improved Relative Astrometry for Velocities, Accelerations, and Orbits near the Supermassive Black Hole
我们提出了改进的相对天体测量的基础上获得的数据与10米W的银河系中心的中央半秒差距内的恒星。M. 1995年至2017年的凯克天文台。用于提高天体测量精度和准确度的新方法包括校正局部天体测量失真，应用星等相关的附加误差，以及更仔细地消除恒星混淆的情况。此外，我们采用刀切法来计算速度和加速度的不确定性。由此产生的中位数自行不确定性是0.05 mas/年，我们的完整样本的1184颗恒星在中央10“（0.4 pc）。我们已经探测到24个加速源，比以前公布的加速源的数量多2.6倍，这些加速源从黑洞延伸到4“（0.16 pc）。基于S 0 -2的轨道，我们新的天体测量分析将超大质量黑洞（SMBH）的系统误差减小了2倍。我们的天体测量参考系中的线性漂移在南北方向上也减少了4倍。我们还发现了银河系中心的第一个潜在的天体测量双星候选者S 0 -27。这些天体测量的改进为今后研究SMBH周围年轻恒星的起源和动力学、老核星团的结构和动力学、SMBH的轨道性质以及强引力场中的广义相对论（GR）检验提供了基础。
2019-02-07 astro-ph.GA
The role of galactic cold gas in low-level supermassive black hole activity
低层超大质量黑洞（SMBH）活动和银河系冷气体之间的关系的性质，如果有的话，目前还不清楚。在这里，我们测试是否中央黑洞可以在富含气体的星系以更高的速率喂养，探测SMBH活动远低于活跃制度的爱丁顿比~ 1 e-7。我们使用的组合的无线电数据从ALCARFA调查和文献，以及档案X射线通量测量从钱德拉X射线天文台，调查这种潜在的关系。我们构建了一个129个晚型星系的样本，MB<-18到50 Mpc，具有HI质量和敏感的X射线覆盖。其中，75个拥有核X射线源，检测率为58%。核X射线光度LX和星系恒星质量Mstar之间有非常显著的相关性，斜率为1.7+/-0.3，LX和HI气体质量MHI之间有初步的相关性（在2.8 sigma水平上显著）。然而，LX作为Mstar和MHI的函数的联合拟合发现对MHI没有显著依赖性（斜率0.1+/00.3），同样，LX-LX（Mstar）的残差也没有显示出与MHI的趋势; LX和MHI之间的明显相关性似乎完全由Mstar驱动。我们定量地证明，这些结果是强大的X射线二进制污染。我们的结论是，在这些螺旋星系范围内的冷气体含量并不强烈相关的低级别超大质量黑洞活动，并建议加油是一个本地化的过程。
2016-06-14 astro-ph.GA
Brownian motion of supermassive black holes in galaxy cores
利用基于Langevin方程的半解析模型研究了星系核中超大质量黑洞（SMBH）的动力学行为，包括动力学摩擦和随机噪声对恒星引力相互作用的影响.该模型进行了验证，对直接$N$体模拟的中等质量黑洞的星团中的一个现实的粒子数是可访问的。对于银河系的情况下，我们发现，SMBH经历了一个典型的位移从银河系的几何中心的几个秒差距，与M87兼容的系统参数布朗运动。\keywords {恒星动力学，黑洞物理学，方法：n体模拟，方法：统计。
2019-08-12 astro-ph.GA
Line Shapes Emitted from Spiral Structures around Symmetric Orbits of Supermassive Binary Black Holes
活动星系核的变率还没有被很好地理解。一个可能的解释是在它们的中心存在超大质量的双黑洞（SMBBH）。预计宇宙中的大合并是常见的。预计每个星系的每个超大质量黑洞最终都将在新形成星系的核心以一个SMBBH系统的形式结束。在这里，我们模拟的活动星系核（AGN）的发射线轮廓假设的流量和发射线形状的变化引起的超大质量双黑洞系统（SMBBH）。我们假设环双星（CB）盘内的吸积气体被每个SMBBH周围的小吸积盘辐射光电离。我们计算了不同参数的SMBBH轨道的发射线通量，位移和形状的变化。我们考虑的情况下，具有不同的质量和倾角的圆形轨道和测量的影响，发射线的轮廓和通量的变化的形状。
2016-02-19 astro-ph.GA
Galactic-scale Feeding Reveals Warped Hypermagnetized Multiphase Circumbinary Accretion Around Supermassive Black Hole Binaries
本研究通过星系尺度物质补给的模拟，揭示了超大质量黑洞双星周围超磁化、多相、偏心扭曲的环双星吸积盘及双极磁塔状外流，深化了对双星演化真实吸积条件的理解。
2025-04-04 astro-ph.GA astro-ph.HE
A Statistical Method to Search for Recoiling Supermassive Black Holes in Active Galactic Nuclei
基于活动星系核中引力反冲超大质量黑洞相对于其宿主星系的速度之间的相关性，|Δv|和它们的模糊尘柱密度，dust_{dust}（都是沿着视线测量的）。我们使用玩具模型来描述反冲速度的分布、BH轨道和银河系中心模糊尘埃环的几何形状，以模拟反冲类星体的2.5x10^5随机观测。黑洞的反冲速度与银河系中心的逃逸速度相当，它们仍然被束缚在星系核上，并且在典型的类星体寿命中，由于动力学摩擦，它们不会完全回到环面的中心。我们发现|Δv|与大气中的粉尘浓度呈正相关。对于被遮蔽的类星体（α_{dust}>0）和部分遮蔽的类星体（0<α_{dust}<~2.3 g/m^2），|Δv| 2019 - 05 - 25 00：00 0| Δv|）和dust_{dust}分别为r_{45} = 0.28+/-0.02和r_{45} = 0.13+/-0.02。允许随机+/-100 km/s误差，|Δv|与反冲无关，将部分模糊的类星体的相关性稀释为r_{45} = 0.026+/-0.004，|Δv|和dust。一个>~3,500个模糊类星体的随机样本，|Δv|>=45 km/s将允许在95%的时间内拒绝具有3 sigma显著性的无相关性假设。最后，我们发现遮蔽类星体的分数，F_{obs}（|Δv|），随着|Δv|从F_{obs}（<10 km/s）>~0.8到F_{obs}（>10^3 km/s）<~0.4。…
2015-10-21 astro-ph.GA
Offset Active Galactic Nuclei as Tracers of Galaxy Mergers and Supermassive Black Hole Growth
偏置活动星系核（AGNs）是处于星系合并过程中的活动星系核，它相对于其宿主星系产生运动学上的偏置。偏置活动星系核也是对偶活动星系核的近亲。我们进行了一个系统的搜索偏移活动星系核在斯隆数字巡天，通过选择活动星系核的发射线，表现出统计上显着的视线速度偏移相对于系统。从18314个z<0.21的2型活动星系核的母样本中，我们识别出351个速度偏移量为50 km/s < |v| < 410 km/s的活动星系核候选体。当我们在观测速度中考虑投影效应时，我们估计4% - 8%的活动星系核是偏移活动星系核。我们设计了选择标准，以绕过旋转气体盘、活动星系核外流和超大质量黑洞的引力反冲产生的速度偏移，但仍需要后续观测来确认我们的候选者是偏移活动星系核。我们发现，在43 < log（L_bol）[erg/s] < 46的光度范围内，活动星系核中作为偏移候选者的比例随着活动星系核的热光度的增加而增加，从0.7%增加到6%。如果这些候选者被证明是真正的偏移活动星系核，那么这将是星系合并优先触发高光度活动星系核的直接观测证据。最后，我们发现，部分的活动星系核的偏移活动星系核候选人增加从1.9%，在z=0.1到32%，在z=0.7，在步骤中的星系合并分数在相同的红移范围内的增长。
2014-05-26 astro-ph.GA
Investigating the Relativistic Motion of the Stars Near the Supermassive Black Hole in the Galactic Center
银河系中心的S星团使我们能够研究接近超大质量黑洞的物理学，包括广义相对论的独特动力学测试。我们用最短周期的三颗恒星（S2、S38和S55/S0 - 102）和牛顿模型对Sgr A * 的质量和距离的最佳估计是M_BH =（4.15 +-0.13 +-0.57）x 10^6 M_sun和R_0 = 8.19 +-0.11 +-0.34 kpc。此外，我们还希望通过一种新的、实用的方法来研究Sgr A * 附近引力场中恒星的相对论轨道。我们使用一阶后牛顿近似来计算具有宽范围的近点距离r_p的恒星轨道。我们提出了一种方法，该方法采用来自椭圆拟合到轨道的不同部分的轨道要素的变化。这些变化与相对论性参数ε = r_s/r_p（其中r_s为史瓦西半径）相关，并可用于从观测数据中导出ε。对于S2，我们找到了一个值，即λ = 0.00088 +-0.00080，在不确定性范围内，这与由MBH和S2轨道得出的期望值λ = 0.00065是一致的。我们认为，导出量是不太可能占主导地位的扰动的影响，如噪音派生恒星的位置，场旋转，和漂移的黑洞质量。
2017-08-11 astro-ph.GA
Are "Changing-Look" Active Galactic Nuclei Special in the Coevolution of Supermassive Black Holes and their Hosts? II. The Case of Changing-Look Narrow-Line Seyfert 1 Galaxies
National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences（中国科学院国家天文台）；Guangxi Key Laboratory for Relativistic Astrophysics, School of Physical Science and Technology, Guangxi University（广西大学物理科学与技术学院相对论天体物理广西重点实验室）；School of Astronomy and Space Science, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学天文与空间科学学院）；Department of Astronomy, University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校天文学系）；Max-Planck-Institut für Radioastronomie（马克斯·普朗克射电天文研究所）
本文通过扩展样本至变光窄线塞弗特1星系，验证变光活动星系核在超大质量黑洞与宿主共进化中的特殊阶段作用，发现其在中间至老的恒星人口中处于年轻端，并探讨光纤下降效应对窄线区性质的影响。
2026-03-23 astro-ph.GA
Galaxies with Supermassive Binary Black Holes: (II) A Model with Cuspy Galactic Density Profiles
研究了中心尖星系晕中含有超大质量双黑洞的星系系统平衡点（包括Lagrange点和Jiang-Yeh点）的存在唯一性.不同于以往关于非尖点星系轮廓的结果，本文发现在一般条件下，拉格朗日点L_2、L_3、L_4、L_5和江叶点JY_1、JY_2都存在。稳定性分析表明，L2、L3、JY 1和JY 2是不稳定的。然而，L4和L5只有在银河系总质量小于临界质量时才不稳定，否则它们会变成中性稳定中心。这些结果对进一步研究早型星系的核心具有重要意义。
2014-08-01 astro-ph.GA math-ph math.MP
The high-velocity cloud complex Galactic Center Negative as seen by EBHIS and GASS. I. Cloud catalog and global properties
利用新的Effelsberg-Bonn HI巡天（EBHIS）和银河系全天巡天（GASS）的银河系数据，我们提出了一个修正的高速云（HVC）复杂的银河系中心负（GCN）的图片。由于这些勘测的角分辨率比以前的研究更高（例如，Leiden Dwingeloo Survey），我们将复杂的GCN分解为许多单独的微小团块，这些团块大多具有超过15 km/s的相对较宽的线宽。我们没有检测到一个弥漫性的扩展对应，这是不寻常的HVC复杂。总共识别并参数化了243个团块，这使我们能够对数据进行统计分析。冷线组件（即，w < 7.5 km/s），仅在约5%的已识别的小云中发现。我们的分析表明，复杂的GCN可能是建立了几个亚群，不共享一个共同的起源。此外，复杂的GCN可能是一个最好的例子，温暖的气体吸积到银河系，中性HI云是不稳定的相互作用与银河系气体晕，并成为电离前吸积。
2011-07-18 astro-ph.GA
Post-Newtonian dynamical modeling of supermassive black holes in galactic-scale simulations
我们提出KETJU，广泛使用的光滑粒子流体动力学模拟代码GADGET-3的一个新的扩展。该代码的主要特点是包含了每个超大质量黑洞（SMBH）周围的算法正则化区域。这允许同时遵循全球银河系尺度的动力学和天体物理过程，同时解决SMBH，SMBH双星和周围恒星系统在亚秒差距尺度的动力学。KETJU程序在SMBH的运动方程中加入了后牛顿项，这使得基于引力波合并时间尺度的新SMBH合并准则能够将SMBH的合并分离推低至$\sim 0.005$ pc。我们通过与NBODY 7和rVINE的比较来测试我们代码的性能。我们建立了动力学稳定的多组分合并祖星系，研究星系合并过程中SMBH双星的演化。在我们的模拟样本中，SMBH二进制不受最终秒差距问题的影响，我们将其归因于合并残留物的非球形形状。对于膨胀模型，硬化率随分辨率的增加而降低，而对于模型，其中还包括大量的暗物质晕的SMBH二进制硬化率几乎成为独立的质量分辨率的恒星凸起。在SMBH双星形成后，SMBH平均合并了200百万年。然而，小的差异，在初始SMBH二进制偏心率可以导致大的差异，SMBH聚结时间。最后，我们讨论了KETJU的未来前景，它允许在模拟中直接包含气体物理。
2017-04-19 astro-ph.GA
Differential Interferometric Signatures of Close Binaries of Supermassive Black Holes in Active Galactic Nuclei: II. Merged Broad Line Regions
不同阶段的超大质量黑洞对是在星系形成和演化的等级框架下星系合并的自然结果。然而，在观测中具有亚秒差距的SMBH的近距离双星（CB-SMBH）的识别仍然是难以捉摸的。最近，通过光谱天体测量（SA），超大望远镜干涉仪上的重力/重力+实现了前所未有的空间分辨率，为解决CB-SMBH提供了新的机会。具有两个独立宽线区（BLR）的CB-SMBH的微分相位曲线被发现具有与单个BLR \citep{songsheng2019}不同的特征结构。一旦CB-SMBH演化到BLR合并形成环双星BLR的阶段，它将有望在不久的将来被脉冲星定时阵列（PTA）作为纳赫兹引力波源解决。在这项工作中，我们使用一个参数化模型的circumbinary BLR计算线轮廓和微分相位曲线SA观测。我们发现，这两个配置文件和相位曲线表现出不对称性所造成的多普勒增强效应的吸积盘周围的个别黑洞，这取决于轨道参数的二进制和几何形状的BLR。我们还使用该模型生成模拟SA数据，然后通过拟合模拟数据来恢复轨道参数。参数间的退化对参数的不确定性有很大影响，但可以通过多历元SA观测和混响映射的联合分析来缓解。
2023-02-16 astro-ph.GA
Supermassive dark-matter Q-balls in galactic centers?
虽然被广泛接受，但并没有证明居住在银河系中心的超大质量致密天体（SMCO）是黑洞。特别是，银河系的SMCO可以是一个巨大的非拓扑孤子，Q球，由一个标量场组成：这完全符合所有的观测数据。早期宇宙中产生的类似但微小的Q球可能部分或全部构成了暗物质。这张照片以一种自然的方式解释了为什么我们的SMCO具有非常低的吸积率，以及为什么观测到的相应射电源的角尺寸比预期的要小得多。暗物质Q球之间的相互作用可以解释SMCO是如何在星系中播种的，并解决标准（非相互作用）暗物质的众所周知的问题。
2016-11-10 astro-ph.GA gr-qc hep-ph
Science with an ngVLA: Accreting Supermassive Black Holes in Nearby Low-mass Galaxies
ngVLA将促进深度调查，能够探测到低质量（$< 10^9$太阳质量）星系中质量低于100万太阳质量的吸积超大质量黑洞（SMBH）的微弱和紧凑的特征。这将为超大质量黑洞的起源和活动星系核驱动的反馈在目前未探索的质量制度中的可能影响提供重要的新见解。
2018-10-15 astro-ph.GA
Supermassive black holes with high accretion rates in active galactic nuclei: X. Optical variability characteristics
我们编制了一个样本的73个活动星系核（AGN）与混响映射（RM）的观测，从RM运动，包括我们正在进行的运动监测超级爱丁顿吸积大质量黑洞（SEAMBHs）。该样本涵盖了大范围的黑洞质量$(M_{\bullet}=10^{6-9}~M_\odot)$、无量纲吸积率$(\dot{\mathscr{M}}=10^{-2.7}-10^{2.7})$和5100~ 100 nm光度$(L_{5100}=10^{42-46}~\rm erg~s^{-1})$，使我们能够系统地研究活动星系核的光变及其与黑洞质量、吸积率和光学光度的关系。我们采用阻尼随机游走（DRW）模型描述了5100~ 100 nm连续谱的光变，并利用马尔可夫链蒙特卡罗（MCMC）方法得到了衰减光变的时间尺度（$τ_{\rm d}$）和振幅（$σ_{\rm d}$）。我们还估计了传统的变异幅度（$F_{\rm var}$），它提供了一个模型独立的措施，因此用于测试DRW的结果。我们发现活动星系核的变率特征通常与$(M_{\bullet},\dot{\mathscr{M}},L_{5100})$相关。这些相关性从亚爱丁顿到超爱丁顿吸积活动星系核是平滑的，这可能意味着活动星系核的变化可能是由相同的物理机制引起的。
2019-05-14 astro-ph.GA
Origin of an Orbiting Star Around the Galactic Supermassive Black Hole
本研究通过光谱观测和金属吸收线测量，发现银河系中心附近恒星S0-6非常古老且起源不同于中心区域恒星，表明其可能迁移至当前位置。
2023-11-15 astro-ph.GA
Determination of magnetic field strength on the event horizon of supermassive black holes in active galactic nuclei
我们估计了活动星系核（AGN）中一个超大质量黑洞（SMBH）样本事件视界的磁场强度。我们的估计是使用的吸积盘的视线，我们以前从可见光谱的分光偏振观测获得的倾斜角的值。我们还使用了已发表的宽线区谱线$H_β$的半高宽（FWHM）、SMBH的质量和活动星系核在5100埃的光度。此外，我们使用的文献数据从他们的X射线光谱获得的SMBHs的自旋。结果表明，活动星系核中大多数SMBH的事件视界的磁场强度在几到几十kG之间，平均值约为$10^4$ G。同时，对于单个对象，场明显更大-数百kG甚至1 MG的量级。
2020-04-14 astro-ph.GA astro-ph.HE
Envisioning the next decade of Galactic Center science: a laboratory for the study of the physics and astrophysics of supermassive black holes
作为最接近星系核的例子，银河系中心（GC）为了解超大质量黑洞（SMBH）及其环境提供了一个精致的实验室。我们描述了几个令人兴奋的新研究方向，在未来10年内，有可能回答近几十年来提出的一些最大的科学问题：广义相对论（GR）是超大质量黑洞的正确描述吗？极端环境下恒星形成的本质是什么？恒星和致密天体如何与超大质量黑洞动态地相互作用？什么物理过程驱动低光度黑洞中的气体吸积？我们描述了如何高灵敏度，角分辨率，和天体测量精度提供的下一代大型地面望远镜与自适应光学将帮助我们回答这些问题。首先，将有可能获得银河系中心势中恒星轨道的精确测量，提供对SMBH附近未探索区域的GR测试以及对预计存在于GC的扩展暗物质分布的测量。其次，我们将在GC上探测恒星星族，直到比现在可能的质量低得多的质量，直到褐矮星。它们的结构和动力学将为SMBH周围的恒星尖点提供前所未有的视角，并将区分这种极端环境下的恒星形成模型。这种深度的增加也将使我们能够通过观察它们对光源的影响来测量GC中目前未知的致密残留物的数量。第三，SMBH的质量和到SMBH的距离的不确定性可以改善$\sim$ 10倍。最后，我们还可以以前所未有的灵敏度和时间分辨率研究黑洞的近红外吸积，从而揭示黑洞吸积的物理机制。
2019-03-13 astro-ph.GA
Flash-light on the Ring: hydrodynamic simulations of expandingsupernova shells near supermassive black holes
银河系中心的超大质量黑洞（SMBH）积累质量的方式并不完全确定。在大尺度上，它是由星系相遇，连接到螺旋臂和酒吧的质量流入，或由于超新星（SN）爆炸在星系中心部分的膨胀壳所控制的。后一个过程的调查需要一套广泛的气体动力学模拟，以探索框架的现象所需的多维参数空间。本文的目的是扩大我们的调查的超新星的重要性，诱导吸积到SMBH和进行比较之间的完全流体动力学代码Flash和计算密集度低得多的代码环，它使用薄壳近似。我们模拟3D膨胀壳的引力势类似的银河系中心的各种均匀和湍流的环境。在均匀介质中，我们发现令人信服的协议之间的Flash和环的形状壳和它们的等效半径在整个演变，直到他们成为亚音速。在高度不均匀，湍流介质中，也有一个很好的协议的形状和大小的壳，和他们的第一次接触的时间与中央1 pc球，我们假设他们加入吸积流。这个比较支持这样一个命题，即发生在银河系中心距离为5 pc的SN通常会将1 - 3个$M_\odot$驱动到银河系中心周围的中央1 pc。
2021-12-22 astro-ph.GA
Dust-enshrouded star near supermassive black hole: predictions for high-eccentricity passages near low-luminosity galactic nuclei
超大质量黑洞存在于星系的核心，在那里它们通常被一个核团和一个气体和尘埃的团环所包围。相互作用可以使一些恒星沿着一条直线冲向黑洞。我们模拟了一个尘埃笼罩的恒星的近心点通道，在此期间，尘埃信封成为拉伸潮汐力，并与周围介质的相互作用的影响。特别是，我们探讨在何种条件下，这些遭遇会导致增强吸积活动的时期。我们讨论了不同的情况下，这样一个充满灰尘的来源。为此，我们对Swift集成包进行了修改。云的元素被建模为代表与光学薄气体环境相互作用的尘埃成分的数值粒子。我们确定的总质量的尘埃成分，是从原来的路径在通过近心点在$\sim 10^3$史瓦西半径的通道转移的分数，并发现，尘埃的主要部分（$\gtrsim 90\%$其质量）显着影响后的第一个交叉。在第二通道处捕获的质量分数通常降低到非常低的值。作为一个例子，我们预测的尘埃源的演变假设目前的轨道参数的G2云（也被称为尘埃S-集群对象，DSO）在我们的银河系中心。无核云与超大质量黑洞的相遇很可能是一个不重复的事件：云被摧毁。然而，在被尘埃包裹的恒星中，有一部分包层在近心点通过后仍然存在。我们讨论了偏离部分的质量中心和恒星之间沿偏心轨道的$\lesssim 0.3$角秒的偏移。最后，我们研究了一个有趣的可能性，一个双星嵌入在一个共同的风信封，成为分散在近心点通道。
2014-04-03 astro-ph.GA
Supermassive Black Holes with High Accretion Rates in Active Galactic Nuclei. VI. Velocity-resolved Reverberation Mapping of H$β$ Line
在一个大的混响映射（RM）活动的活动星系核（AGN）的吸积率高的系列论文报告的第六，我们提出了速度分辨的时间滞后的H $β$发射线在2012年$-$ 2013年的活动中观察到的9个对象。为了在分析速度分辨RM前校正视宁度和仪器引起的谱线展宽，我们采用Richardson-Lucy反褶积方法重建了它们的H $β$剖面。通过蒙特卡罗模拟验证了反褶积的正确性和有效性。九个对象中有五个显示出明显的速度依赖于时间延迟。Mrk 335和Mrk 486显示了气体流入的特征，而Mrk 142和MCG +06-26-012的宽线区域（BLR）的云倾向于径向流出。Mrk 1044与男性化动议的情况一致。其余四个的滞后不是速度可分辨的。超爱丁顿吸积大质量黑洞（SEAMBHs）的速度分辨RM表明，它们在BLR中具有运动学的多样性。与具有亚爱丁顿吸积率的活动星系核相比，我们没有发现SEAMBHs的BLR运动学有显著差异。
2016-02-05 astro-ph.GA
Galaxies with Supermassive Binary Black Holes: (III) The Roche Lobes and Jiang-Yeh Lobe in a Core System
本文讨论了含有超大质量双星黑洞的星系系统的三维等势面。本文研究了重要曲面Roche Lobe和Jiang-Yeh Lobe的拓扑转换条件。此外，Jacobi曲面的数学性质进行了分析研究。最后，提出了一个确定罗氏叶和江叶区域的数值方法。
2016-09-24 astro-ph.GA
Supermassive black holes with high accretion rates in active galactic nuclei. VII. Reconstruction of velocity-delay maps by maximum entropy method
作为大型混响映射系列论文之一，我们利用最大熵方法（MEM）对2012-2013年间观测到的9个具有超爱丁顿吸积率的窄线Seyfert 1星系进行了Hβ和Hγ发射线的速度延迟图的研究。用MEM方法可靠地重建了6个天体的谱图，Mrk 335的Hβ和Hγ谱线表明其宽线区（BLR）的气体正在下落。Mrk 142的Hβ和Hγ谱线显示出外流特征。Mrk 1044的Hβ和Hγ图显示了复杂的运动学--伴随着外流特征的维里化运动，IRAS F12397+3333的Hβ图与盘或球壳一致。Mrk 486和MCG +06-26-012的Hβ图谱分别提示存在流入和流出。这些超爱丁顿吸积体表现出不同的几何和运动学。简要讨论他们的BLR提供了每个单独的对象。
2018-08-02 astro-ph.GA
The environment of the strongest galactic methanol maser
高质量恒星形成场G009.62+ 00.20 E是银河系中流量密度最大的6.7 GHz甲醇脉泽源，在过去的十年中一直周期性地闪烁。我们进行了高分辨率的天体测量的CH3OH，H2O和OH脉泽发射和7毫米连续的区域。无线电连续辐射在两个相距1300 AU的源中被解析。CH_3OH脉泽云团沿最强射电连续谱分量东西两侧的南北向发射脊分布。这一部分很可能精确定位了一个巨大的年轻恒星物体，它加热了它的尘埃包层，为II类CH 3OH脉泽跃迁提供了恒定的红外泵浦。我们认为，周期性脉泽活动可能是由一个独立的，脉动的，红外辐射场提供了一个臃肿的原恒星附近的最明亮的脉泽。我们还报道了CH_3OH脉泽辐射在周期性变化区域的椭圆分布。
2015-04-14 astro-ph.GA
Evolution of supermassive black hole binaries and tidal disruption rates in nonspherical galactic nuclei
二元超大质量黑洞（SMBH）预计将在星系合并过程中自然形成。在动力学摩擦阶段之后，当两个SMBH相互引力束缚，以及一个短暂的初始快速硬化阶段，由于三体与进入双星损失锥的恒星的相互作用，轨道逐渐继续收缩。使用恒星动力学蒙特卡罗代码拉加，我们探讨了共同进化的二进制SMBH和核星团在这个缓慢的阶段，各种组合的参数（几何形状的星团，主/次SMBH质量，初始偏心率，包括恒星捕获/潮汐中断）。我们比较了恒星捕获率在星系核包含一个二进制的星系与一个单一的SMBH。在早期，在二进制SMBH的情况下，速率显著较高，但随后它们下降到较低的水平。只有在三轴系统的二元硬化率和捕获率保持足够高的整个演变过程中。我们发现，硬化率是不受恒星捕获，也不依赖于偏心率，但是，它是较高的黑洞质量之间的差异较大。我们确认，偏心率的二元倾向于增长，这可能会显着缩短合并时间，由于较早的引力波发射的发病。我们还探讨了进入损失锥的轨道的属性，并证明了它仍然是部分完整的三轴的情况下，在整个演化，但在轴对称的情况下显着耗尽。最后，我们研究了喷射超高速恒星的分布和相应的质量赤字的中心部分的星系托管一个二进制，并认为，失踪的质量是难以量化的观测。
2019-01-14 astro-ph.GA
Relaxation near supermassive black holes driven by nuclear spiral arms: anisotropic hypervelocity stars, S-stars and tidal disruption events
核旋臂是在星系中心发现的小尺度瞬时螺旋结构。类似于银河系尺度的对应物，核旋臂可以扰乱恒星的轨道。在银河系中心（GC）的情况下，这些扰动可以影响超大质量黑洞（MBH）周围数百秒差距范围内的恒星和双星的轨道，导致轨道能量和角动量的扩散。这种扩散过程可以驱使恒星和双星接近MBH，在潮汐破坏事件（TDE）中破坏单星，或者破坏双星，留下一颗恒星紧紧地束缚在MBH上，而一颗未束缚的恒星逃离星系，即，超高速恒星（HVS）在这里，我们考虑扩散核旋臂在星系核，指定银河系GC。我们使用测试粒子积分确定核螺旋臂驱动的扩散速率，并计算中断率。我们的TDE率比单星休闲高出20%。对于双星，增强是一个因素~100，和我们的利率是可比的HVS和S-恒星的观测数量。我们的方案是补充大质量微扰驱动的弛豫。此外，我们的速率取决于双星相对于银河平面的倾角。因此，我们的方案提供了一个新的潜在来源所观察到的各向异性分布的HVS。核旋臂对于加速双星MBH的合并，以及为核星团提供恒星和气体也很重要。
2017-07-10 astro-ph.GA
Supermassive black holes coalescence mediated by massive perturbers: implications for gravitational waves emission and nuclear cluster formation
很大一部分的星系核被认为是超大质量黑洞双星（BHB）的宿主，它们可能是在星系组装和合并的早期阶段形成的。在本文中，我们使用了一个大的国家的最先进的数值模型来调查之间的相互作用的BHB和一个大质量的星团（GC）驱动的银河系中心的动力学摩擦。改变BHB的质量和质量比和GC轨道，我们表明，GC和BHB之间施加的相互反馈形状的整体性能。我们发现，在GC-BHB质量比高于0.1，GC显着影响BHB轨道演化，可能会促进其合并。如果GC在逆行轨道上移动，并且对于不相等质量的BHB，这种效应最大化。我们发现，GC碎片分散在星系核周围，可以导致形成一个核簇，这取决于BHB潮汐场，并从GC中断产生的紧凑的残余物的分布可以携带有关BHB轨道特性的信息。我们发现，红巨星交付的螺旋GC可以被打乱的速度为$\simeq (0.7-7)\times 10^{-7}$年$^{-1}$的BHB质量$\sim 10^7{\rm M}_\odot$，而几十到几百颗恒星可能被观察到的星系晕中的高速恒星，速度高达$\sim 2000$ km s $^{-1}$，这取决于BHB的轨道特性。
2018-12-17 astro-ph.GA
Supermassive Black Holes with High Accretion Rates in Active Galactic Nuclei. III. Detection of Fe II Reverberation in Nine Narrow-Line Seyfert 1 Galaxies
这是一系列论文中的第三篇，报告了一个大型的混响映射活动，旨在研究具有高吸积率的活动星系核（AGN）的性质。利用云南天文台2.4米望远镜在2012- 2013年期间对10个活动星系核（AGN）中Fe Ⅱ光学谱线的变化进行了研究。我们检测到统计上显着的时间滞后，相对于活动星系核的连续性，在九个来源。这种精确的测量是通过使用复杂的光谱拟合方案来实现的，该方案允许宿主星系的明显通量变化，以及由于观测条件的变化而产生的几条窄线。新检测到的滞后中有六个与在相同源中测量的Hbeta滞后无法区分。两个明显更长，一个稍短。结合Fe II滞后在以前的研究中报道，我们发现一个Fe II的半径-光度关系类似于一个为β，虽然我们的样品本身没有显示出明确的相关性。结果支持的想法，铁II发射线起源于光电离的气体，对于大多数新报道的对象，是无法区分的β发射气体。我们还提出了一个试探性的滞后和强度之间的相关性铁II和β和评论其可能的起源。
2015-03-12 astro-ph.GA
Segregation and Collisions in Galactic Nuclei: Rates of Destructive Events Near a Supermassive Black Hole
本研究基于Monte Carlo模拟分析星系核星团的质量分层效应，自洽计算了超大质量黑洞附近恒星潮汐瓦解、引力波旋近和高速碰撞等破坏性事件的发生率。
2024-01-29 astro-ph.GA
Wandering Supermassive Black Holes in Milky Way Mass Halos
我们提出了一个自洽的预测，从大规模的宇宙学模拟人口的“流浪”超大质量黑洞（SMBHs）的质量大于$10^6$ M $_{\odot}$长寿命，kpc尺度轨道内银河系（MW）质量星系。我们从Romulus 25宇宙学模拟（Tremmel et al. 2017）中提取了MW质量晕的样本，该样本能够独特地捕获星系合并期间和之后SMBH的轨道演化。我们预测，这样的晕，无论最近的合并历史或形态，主机的平均$5.1 \pm 3.3$ SMBH，包括他们的中央黑洞，在10 kpc的银河系中心和平均$12.2 \pm 8.4$ SMBH总维里半径内，不计算那些在卫星晕。游荡的SMBH存在于它们的宿主星系中几个Gyrs，通常在早期宇宙中被它们的宿主晕吸积。我们发现，与$>4σ$的意义，流浪SMBH优先发现星系盘外。
2018-04-23 astro-ph.GA
Discovery of an unusual new radio source in the star-forming galaxy M82: Faint supernova, supermassive blackhole, or an extra-galactic microquasar?
利用MERLIN射电观测系统，在星暴星系M82的核区域探测到一个微弱的新射电源，该观测系统旨在监测最近明亮的超新星SN 2008iz的通量密度演化。这个新的来源最初是在2009年5月1日至5日的观测中发现的，但在一周前的观测中或之前对M82的任何观测中都没有发现。在本文中，我们报告了这个新来源的发现和监测其存在的前9个月的演变。这个新来源的真实性质仍然不清楚，我们讨论这个来源是否可能是一个不寻常的和微弱的超新星，一个与M82核有关的超大质量黑洞，或者有趣的是，第一次探测到来自河外微类星体的无线电发射。
2010-03-04 astro-ph.CO astro-ph.GA
Interaction of Recoiling Supermassive Black Holes with Stars in Galactic Nuclei
超大质量黑洞双星是星系频繁合并的产物。SMBHB的合并是一个独特的引力波（GW）辐射源。强GW辐射及其可能的电磁对应物的探测是必不可少的。数值相对论表明，合并后的超大质量黑洞（SMBH）由于各向异性的GW辐射而获得高达4000 km/s的反冲速度。在这里，我们调查的动力学共同演化和相互作用的反冲SMBHs和他们的银河系恒星环境与100万直接N体模拟，包括恒星潮汐中断反冲SMBHs。我们的研究结果表明，吸积的破坏恒星并没有显着影响SMBH的动力学演化。我们研究了恒星潮汐破裂率作为星系核中振荡SMBHs动力学演化的函数。我们的模拟结果表明，恒星潮汐破裂主要是由未束缚恒星引起的，并且发生在振荡的SMBH通过银河系中心的时候。平均破裂率为~10^{-6} M_（\odot）/年^{-1}，比类似星系核的静止SMBH的破裂率低一个数量级。我们的结果还表明，一个束缚星团是围绕振荡SMBH约0.7%的黑洞质量。此外，我们发现了一个巨大的云的未绑定的恒星振荡SMBH。我们还研究了结果对SMBH质量和星系核密度斜率的依赖性。
2012-01-17 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Discovery and Characterization of Galactic-scale Dual Supermassive Black Holes Across Cosmic Time
本文探讨了利用Roman的高纬度广域巡天在宇宙各时期发现并表征星系尺度双超大质量黑洞对，以理解SMBH形成和AGN燃料补给的科学机遇与技术要求。
2023-06-27 astro-ph.CO astro-ph.GA
Interactions between multiple supermassive black holes in galactic nuclei: a solution to the final parsec problem
利用少体模拟研究了$0<z<4$星系（$z=0$的$M_{\star}=10^{10}-10^{12}{\rm M}_{\odot}$）中超大质量黑洞的演化.银河合并树从千年模拟，我们模型BH合并与两个极端的二进制衰变方案的“硬二进制”阶段：一个完整的或空的损失锥。这两个模型应该包含真正的演化，并允许我们分别探讨动力学摩擦和多体BH相互作用对BH合并的作用。利用计算的合并率，我们推断了随机引力波背景（GWB）。我们的动力学方法是第一次尝试研究多个SMBH的动力学演化的宿主星系进行合并与各种质量比（$10^{-4} < q_{\star} < 1$）。我们的主要结果表明，SMBH二进制文件能够在这两种情况下合并。在空的损失锥的情况下，我们发现BH合并通过多体相互作用，避免了“最后秒差距”的问题，并进入PTA带与大量的轨道偏心率。我们的完整的损失锥处理，虽然更近似，表明偏心率变得更高，当GWs成为主导，导致快速聚结（二进制寿命$\lesssim1 {\rm ~Gyr}$）。尽管在空损失锥的情况下合并率较低，但由于它们的较高质量比和较低的红移，全/空损失锥模型中的GWB是相当的（$0.70\times10^{-15}$和$0.53\times10^{-15}$的频率分别为$1~{\rm yr}^{-1}$）。最后，我们计算了高偏心率对GWB谱的影响。
2017-09-25 astro-ph.GA
Ejection of supermassive black holes and implications for merger rates in fuzzy dark matter haloes
由超轻轴子组成的模糊暗物质（FDM）被用来缓解冷暗物质场景中的银河系尺度问题。通过波的叠加产生的FDM波动可以影响浸没在FDM晕中的中心超大质量黑洞（SMBH）的运动。SMBH将经历由FDM波动引起的随机行走，这可能导致其从中心区域射出。这种效应在矮星系中最强，说明了游荡的SMBH和矮球状星系中AGN的低检测率。此外，一个较低的边界上允许的轴子质量推断都人马座$A^*$和较重的SMBH，以避免从银河系中心，$10^{-22}{\rm eV}$或更轻的数量级的轴子质量被排除。更强的限制推断合并星系。我们发现，FDM晕中SMBH合并的事件率和相关的SMBH增长率可以降低至少一个数量级。
2020-09-23 astro-ph.GA
The Swansong of the Galactic Center Source X7: An Extreme Example of Tidal Evolution near the Supermassive Black Hole
我们提出了二十年的新的高角分辨率近红外数据从W。M.凯克天文台揭示了X7的极端演化，X7是一种细长的尘埃和气体特征，目前位于距离银河系中心超大质量黑洞半弧秒的地方。利用Br-γ线发射光谱成像观测和Lp（3.8 μm）成像观测，首次估算了其轨道参数，并定量描述了其形态和质量的演化。我们发现，X7的前缘似乎是一个轻微的偏心（e~0.3），相对较短的周期（170年）的轨道，并朝着近拱通道，估计发生在2036年。此外，我们的运动学测量排除了早期的建议，即X7与恒星源S 0 -73或与任何其他点源，在我们的监测期间与X7重叠。在我们的观测过程中，X7（1）变得更加细长，目前的长宽比为9，（2）保持非常一致的长轴方向（3）将其从头部到尾部的径向速度差从-50到+80 km/s反转，（4）维持其总亮度（前缘12.8 Lp）和色温（425 K），这表明其质量约为50 MEarth。我们提出了一个简单的模型表明，这些结果是兼容的潮汐力施加在它的中央黑洞的预期效果，我们提出，X7是最近抛出的气体和尘埃在一个二元系统的掠碰撞。
2023-01-16 astro-ph.GA
Relativistic redshift of the star S0-2 orbiting the Galactic center supermassive black hole
广义相对论预言，一颗靠近超大质量黑洞的恒星应该表现出相对论性的红移。我们使用银河系中心恒星S 0 -2的观测来测试这一点。我们结合了1995年至2017年的现有光谱和天体测量，其中包括S 0 -2的16年轨道，以及2018年3月至9月的测量，其中包括最接近黑洞的三个事件。我们检测到的组合的特殊相对论性和引力红移，量化使用红移参数，$Υ$。我们的结果$Υ=0.88 \pm 0.17$与广义相对论（$Υ=1$）一致，并且排除了统计显著性为5 $σ$的牛顿模型（$Υ=0$）。
2019-07-24 astro-ph.GA gr-qc
