Infalling Young Clusters in the Galactic Centre: implications for IMBHs and young stellar populations
银河系中央的秒差距内有两个令人困惑的年轻恒星星族，一个是围绕SgrA*（S星）的B星的紧密各向同性分布，另一个是延伸到约0.5秒差距的OB星盘。使用修改后的版本Sverre Aarseth的直接求和代码NBODY 6，我们探索的情况下，一个年轻的星团迁移到银河系中心的OB磁盘人口的生命周期内通过动力学摩擦。我们发现，星团的质量和密度足以达到中央秒差距形成一个非常巨大的恒星通过物理碰撞的质量分离的时间尺度。我们使用最新的，但保守的，质量损失食谱非常大的恒星合并产品的演变。在大范围的初始条件下，我们发现超大质量恒星通过强烈的恒星风排出其大部分质量，最终坍缩形成质量为20 - 400 M_Sun的黑洞，无法将大质量恒星带到银河系中心。在这种情况下，没有大质量的中等质量黑洞可以形成。在过去的1500万年里，在中央约10 pc的星团的存在也会留下一个约2 pc的大质量恒星环，这是目前没有观察到的。因此，我们的结论是星团迁移模型是极不可能的起源，无论是年轻的人口，和原位形成模型或二进制中断的青睐。
2017-01-25 astro-ph.GA
Photometric Constraints on Intermediate-mass Black Holes in the Galactic Centre
本研究利用JWST/MIRI测光观测，基于辐射低效吸积流模型分析IRS 13E及银心中心区域的中红外变率数据，对该区域中等质量黑洞的质量、吸积率等参数设置了严格上限，验证了测光变率方法约束吸积黑洞的有效性。
2025-11-18 astro-ph.GA
The effect of stellar-mass black holes on the central kinematics of omega Cen: a cautionary tale for IMBH interpretations
寻找球状星团中心的中等质量黑洞（IMBH）通常是基于观测表面亮度轮廓中的中心尖点和速度色散轮廓中向中心的上升。然而，类似的特征可能来自其他效应，需要考虑这些效应，以确定这些恒星系统中是否存在IMBH。根据我们以前的探索径向各向异性的作用，在塑造这些观测签名，我们在这里分析的人口集中的恒星质量黑洞的存在所产生的影响。我们拟合动力学模型的欧米茄Cen的数据，我们表明，模型与黑洞的质量的5%（与出生后踢100%的保留分数一致）可以重现的数据。当同时考虑径向各向异性和质量偏析时，最佳拟合模型包括较小的残余物群体，并且相对于仅包括这些特征之一的模型，各向异性的极端程度较小。这些结果强调，在得出关于假定的IMBH的结论之前，需要适当地考虑恒星质量黑洞和径向各向异性的影响。
2018-06-06 astro-ph.GA
Detection of IMBHs from microlensing in globular clusters
球状星团被预测为拥有中等质量的黑洞（IMBH），或者几乎不可能形成并将它们保留在它们的中心。在过去的十年里，积累了足够的理论和观测证据，相信许多星系球状星团的中心可能有IMBH，就像星系一样。超大质量黑洞和它们的宿主星系之间已经确立的相关性确实表明，在外推中，球状星团（GC）遵循相同的关系。大多数寻找中心黑洞（BH）的尝试都不是直接的，并且由于GC核心中恒星的拥挤而带来了巨大的观测困难。在这里，我们提出了一种新的方法来检测中央BH -星团恒星的中央BH的微透镜。如果星系团的核心被解析，则可以直接确定透镜曲线和透镜系统参数;如果未解析，则可以应用差分成像技术。我们计算的光学深度中央BH微透镜选定的列表中的银河系GC和估计的平均持续时间的事件。我们提出的观测策略，并讨论使用2米级望远镜的微透镜事件的可探测性。
2009-12-08 astro-ph.GA
Hypervelocity stars from star clusters hosting Intermediate-Mass Black Holes
超高速星（HVS）代表了银河系中一个独特的恒星群体，反映了整个银河系的潜力。确定它们的起源对于限制暗晕的形状和质量至关重要。HVS抛射的主要场景是与银河系中心的超大质量黑洞相遇。然而，来自\textit{Gaia}任务的新自行表明，只有最快的恒星可以追溯到银河系中心，其余的恒星起源于圆盘或晕。在本文中，我们研究了恒星双星与星团核心的中等质量黑洞（IMBH）相遇产生的HVS。我们第一次模拟了星系团轨道对星系团中被喷射出的粒子的可观测性质的影响。由这种机制产生的HVS不会沿着与银河系中心原点一致的径向轨道运行，而是指向它们的母星系团，从而为IMBH的存在提供了观测证据。我们还模拟弹射的高速恒星从银河系人口的球状星团，假设它们都包含一个IMBH，包括集群的轨道和传播的恒星在银河系的潜力检测的影响。我们发现IMBH喷出的高速恒星在速度、银心距离和银心纬度上有着独特的分布，这些分布可以用来区分它们与逃逸恒星和从银心喷出的恒星。
2019-08-25 astro-ph.GA
Population statistics of intermediate mass black holes in dwarf galaxies using the NewHorizon simulation
本研究基于 NewHorizon 模拟分析矮星系中 IMBHs 的族群统计，发现其占据率较高但增长受限，核心原因是黑洞难以停留在星系中心。
2022-11-23 astro-ph.GA
Dynamical modelling of globular clusters: challenges for the robust determination of IMBH candidates
银河系球状星团（GC）中心是否存在中等质量黑洞（IMBH）仍然是一个悬而未决的问题。这是由于观测的限制或动力学建模方法的局限性，在这项工作中，我们探讨后者。使用一个样本的高端蒙特卡罗模拟的GC，有和没有一个中央IMBH，我们研究了球对称的金斯模型假设恒定速度各向异性和质光比的局限性。这种动力学方法是最广泛使用的建模方法之一，以确定一个中央IMBH的观测。有了这些模型，我们能够鲁棒地识别和恢复的质量，在我们的模拟与高质量IMBH（$M_{\rm IMBH}/M_{\rm GC}\sim4\%$）的中央IMBH。同时，我们表明，这是具有挑战性的，以确认存在的低质量IMBH（$M_{\rm IMBH}/M_{\rm GC}\sim0.3\%$），因为这两种解决方案，有和没有IMBH是可能的，在我们采用的误差线。对于没有IMBH的模拟，我们没有发现任何IMBH的错误检测。然而，我们得到的上限仍然允许存在一个中央IMBH。我们的结论是，虽然我们的建模方法是可靠的高质量的IMBH，似乎不会导致一个错误的中央IMBH的检测，它缺乏灵敏度，鲁棒性地确定一个低质量的IMBH，并明确排除IMBH的存在时，它不存在。
2020-09-15 astro-ph.GA
Gravitational wave sources from inspiralling globular clusters in the Galactic Centre and similar environments
我们模拟了球状星团（GCs）向星系核的内旋，星系核中有一个超大质量黑洞（SMBH），这是核星团形成的主要场景。我们考虑的情况下，GC包含一个中等质量的黑洞（IMBH）或人口的恒星质量的黑洞（BH），并研究引力波（GW）源的形成。我们进行直接求和$N$体模拟的GC的下落与不同的轨道偏心率在一个星系的现场背景下，无论是浅或陡峭的密度分布。我们发现，GC作为一个有效的载体的IMBH，促进形成一个绑定对。双星的硬化和演化敏感地依赖于星系的密度分布。如果宿主星系的轮廓较浅，硬化速度太慢，无法在哈勃时间内合并，除非初始星系团轨道高度偏心。如果星系中有一个核星团，硬化会导致$3-4$ Gyr内的GWs辐射合并。在这种情况下，我们发现IMBH-SMBH合并率为$Γ_{\rm IMBH-SMBH} = 2.8\times 10^{-3}$ yr $^{-1}$ Gpc $^{-3}$。如果GC中有恒星BH的星群，它们会沉积在离SMBH足够近的地方，形成极端质量比的螺旋，其合并速率为$Γ_{\rm EMRI} = 0.25$ yr $^{-1}$ Gpc $^{-3}$。最后，SMBH潮汐场可以促进从下落的GC释放的恒星黑洞双星的合并。此合并渠道的合并率为$Γ_{\rm BHB} = 0.4-4$ yr $^{-1}$ Gpc $^{-3}$。
2018-04-17 astro-ph.GA
Mass models of NGC 6624 without an intermediate-mass black hole
根据对位于星系团中心附近的毫秒脉冲星（MSP）的定时观测，最近报道了一个中等质量黑洞（IMBH）位于银河系球状星团（GC）NGC 6624的中心。我们提出的动力学模型与多个质量组件的NGC 6624 -没有IMBH -成功地描述了表面亮度剖面和自行运动学从哈勃太空望远镜（HST）和恒星质量函数在不同的距离从集群中心。MSP位置处的最大视线加速度适应MSP的推断加速度，如从其一阶周期导数导出的。离散实现的模型，我们表明，高阶周期导数-这是以前用来推导IMBH质量-是由于通过恒星和恒星残骸，如以前所示的分析文献。我们的结论是，没有必要的IMBH来解释这个MSP的定时观测。
2017-11-29 astro-ph.GA astro-ph.SR
Using Binaries in Globular Clusters to Catch Sight of Intermediate-Mass Black Holes
球状星团（GC）的动力学演化与它们的双星数量有关，因为双星向星团中心分离，导致核心双星比例增加。这种中央过剩的主要是硬双星可以作为一个能源的集群，并有显着的影响所观察到的运动学，如人为增加所观察到的视线速度分散。我们分析了95个模拟GC的二进制分数和分布，有和没有中间质量黑洞（IMBH）在其中心。我们表明，IMBH不仅会停止对集群中心的二进制文件的隔离，而且，直接和间接地，破坏二进制文件的隔离，从而耗尽二进制文件的集群核心。我们说明了这一点，表明集群与IMBH有较少的二进制和平坦的径向二进制分布比他们的同行没有一个。二元分数和分布的这些差异为GC中存在中央IMBH提供了额外的指标。此外，我们分析了模拟GC中的视线速度色散的二进制分数的影响，发现二进制可以导致高估的核心半径内的速度色散高达$70\%$。使用Giesers等人（2019）最近对NGC 3201的VLT/MUSE观测，我们发现速度分散中对$32.2\pm7.8\%$的高估与模拟一致，并说明了在进行运动学或动力学分析时准确考虑二元种群的重要性。
2021-10-01 astro-ph.GA
Central kinematics of the Galactic globular cluster M80
我们使用积分场摄谱仪MUSE观察到的光谱来揭示银河系球状星团Messier 80（M80，NGC 6093）的中心运动学。利用最近委托的窄场模式的MUSE获得的观测，我们能够分析932颗恒星在中央7.5弧秒的7.5弧秒的集群，没有有用的光谱以前存在。平均径向速度的个别恒星来自光谱相比，从轴对称的牛仔裤模型的预测，导致径向配置文件的速度色散，旋转幅度，和质量-光比。新的数据使我们能够在星系团的中心寻找一个中等质量的黑洞（IMBH）。我们的牛仔裤模型发现两个类似的可能的解决方案，围绕不同的动态集群中心。第一个解决方案有一个中心接近的光度估计在文献中，并不需要IMBH来适应观察到的运动学。第二个解决方案包含一个位置的集群中心，是偏离约2.4角秒从第一个，它需要一个IMBH质量的$4600^{+1700}_{-1400}$太阳质量。N体模型支持这个星团中存在IMBH，质量高达6000太阳质量，尽管没有IMBH的模型提供了更好的拟合观测到的表面亮度轮廓。他们进一步指出，该星团几乎已经失去了所有恒星质量的黑洞。我们进一步讨论了两个潜在的高速恒星的径向速度为80至90公里/秒相对于集群的平均检测。
2021-08-25 astro-ph.GA astro-ph.SR
Formation of super-massive black holes in galactic nuclei I: delivering seed intermediate-mass black holes in massive stellar clusters
超大质量黑洞（SMBH）存在于大多数星系核中。这些核中有相当一部分还包含围绕SMBH的核星团（NSC）。在本文中，我们认为，NSC的形式首先，从合并的几个星团，可能包含中等质量黑洞（IMBHs）的想法。这些IMBH随后可以在NSC中生长并形成SMBH。我们对三个星团同时合并形成一个NSC进行了$N$体模拟，并研究了包含零个、一个、两个和三个IMBH的模拟运行的结果。我们发现，IMBHs可以有效地下沉到合并集群的中心。如果多个合并星系团包含一个IMBH，我们发现一个IMBH双星很可能形成，并随后合并的引力波发射。我们发现，这些合并是由与周围恒星的动力学相互作用催化的，这种相互作用系统地硬化了双星并增加了其轨道偏心率。当两个IMBH的质量比为$q\gtrsim 0.15$时，种子SMBH将被反冲踢出NSC。如果种子被排出，则在NSC中不会形成SMBH。这是一个自然的途径来解释那些包含NSC但显然缺乏SMBH的星系核，如M33。然而，如果IMBH被保留下来，那么它可以通过气体吸积和恒星的潮汐破裂来播种SMBH的生长。
2021-01-12 astro-ph.GA
Radial anisotropy in omega Cen limiting the room for an intermediate-mass black hole
在球状星团中发现一个中等质量的黑洞（IMBH）（或证明它的不存在）将为我们理解星系形成和演化提供有价值的见解。然而，识别其他过程无法解释的IMBH的唯一签名是具有挑战性的。IMBH探测的观测声明确实经常基于对星团核心恒星运动学的分析，最常见的特征是朝向系统中心的速度色散剖面的上升。不幸的是，这个IMBH信号是退化的径向偏置压力各向异性的存在下，在球状星团。为了探索各向异性的作用，在塑造观察到的集群运动学，我们分析的情况下，欧米茄Cen通过比较观察到的配置文件计算的家庭的LIMEPY模型，占系统中存在的各向异性的物理动机的方式。最佳拟合的径向各向异性模型很好地再现了观测剖面，并描述了来自哈勃太空望远镜自行的中心运动学，而不需要IMBH。
2017-02-02 astro-ph.GA
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
Effects of massive central objects on the degree of energy equipartition of globular clusters
本文通过101个球状星团蒙特卡洛模拟，系统研究恒星质量黑洞系统和中等质量黑洞对能量均分程度的影响，发现二者可阻止或反转能量均分演化，并与银河系球状星团观测相符，为识别候选体提供依据。
2023-08-07 astro-ph.GA
Dynamics of intermediate mass black holes in globular clusters. Wander radius and anisotropy profiles
本文用基于MPC的近线性N体方法模拟含IMBH的百万粒子球状星团，研究核心演化、各向异性与游走半径，指出IMBH更常偏心并影响观测探测。
2023-03-27 astro-ph.GA
A mass estimate of an intermediate-mass black hole in omega Centauri
上下文球状星团中心是否存在中等质量黑洞是当前天体物理研究中的一个热点和有争议的问题，它对恒星和星系形成具有重要意义。目标。在本文中，我们的目的是进一步支持的存在下，IMBH在半人马座欧米茄，并提供一个独立的估计其质量。方法.我们采用自洽球模型与各向异性的速度分布。它包括在一个概括的国王模型，包括Bahcall-Wolf分布函数在IMBH附近。结果通过对最近的HST/ACS表面亮度剖面数据的参数拟合，我们发现IMBH与团簇的总质量比为M_BH/M = 5.8（+0.9-1.2）× 10^（-3）。它还发现，该模型产生的视线速度分散分布，更好地没有质量隔离比在隔离的情况下，适合。这证实了目前对这个特殊星系团的非松弛状态的看法。此外，对运动学数据的最佳拟合模型得出的星团总质量估计值为M =（3.1 +/- 0.3）x 10^6 Msol，因此IMBH质量的范围为13，000 < M_BH <23，000 Msol（1-sigma置信水平）。需要在外部区域（r > 12 '）中的轻微程度的径向速度各向异性来匹配外表面亮度轮廓。
2010-02-26 astro-ph.GA
Intermediate mass black holes in globular clusters: effects on jerks and jounces of millisecond pulsars
球状星团的中心可能有中等质量的黑洞。在这里，我们提出了一种新的方法，他们的识别使用毫秒脉冲（MSP）作为探针。我们表明，测量的第一（挺举）和第二（颠簸）衍生物的合奏的MSP的加速度将让我们推断的IMBH的存在下，在一个球状星团比测量的唯一加速度。我们通过模拟一组有和没有中央IMBH的星团来测试这一概念，以提取恒星颠簸和颠簸的分布。然后，我们将这种技术应用于银河系球状星团47 Tuccino的MSP系综。目前的时间观测不足以限制IMBH的存在，只能用来确定其质量的上限。但是，通过几年的观测，将有可能测试质量小于$\sim$ 1000 M $_{\odot}$的中央IMBH的存在。我们的结论是，颠簸和颠簸有助于显着降低银河系球状星团的IMBHs的质量上限。
2019-05-13 astro-ph.GA astro-ph.HE
Astrometric Detection of Intermediate-Mass Black Holes At the Galactic Centre
我们评估的天体测量可探测性的中等质量黑洞填充内秒差距的银河系。这些天体的存在会对Sgr A* 和恒星S2产生动力学效应，这可以由下一代天体测量仪器检测到，从而实现微弧秒天体测量。在一个秒差距内允许有10个$10^4~M_{\odot}$ IMBH的星群，在Sgr A* 的位置上引起大约65个$μ$作为yr $^{-1}$的角移，对应于1.6 km s $^{-1}$的垂直速度分量量值。它还引起了S2轨道的变化，这些变化超过了广义相对论引起的变化，但仍在观测的限制范围内，在近点和远点分别产生了62 $μ$ as和970 $μ$ as的平均角位移。
2018-09-28 astro-ph.GA
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
Stellar discs and intermediate-mass black holes in galactic nuclei I. Fragmenting the disc in an isotropic stellar potential
Rudolf Peierls Centre for Theoretical Physics（鲁道夫·皮尔斯理论物理中心）；Fesenkov Astrophysical Institute（费森科夫天体物理研究所）；Department of Physics, University of Toronto（多伦多大学物理系）
研究未探测到的中等质量黑洞（IMBH）如何通过潮汐力碎裂银河系中心年轻恒星盘，解释观测到的多轨道平面、翘曲几何和宽偏心率分布。
2026-06-26 astro-ph.GA astro-ph.IM astro-ph.SR
Weighing the Galactic disk using phase-space spirals III. Probing distant regions of the disk using the Gaia EDR3 proper motion sample
我们已经应用我们的方法来衡量银河系盘使用相空间螺旋盖亚EDR 3自行样本。对于银河系盘中遥远区域的恒星，纬度方向的自行与垂直速度有一个紧密的投影，这样就可以观察到垂直位置和垂直速度平面上的相空间螺旋，而不需要所有恒星都有可用的径向速度信息。我们将银河平面分成360个独立的数据样本，每个样本对应于银河平面中距离范围为1.4-3.4 kpc的区域单元，单元长度约为200-400 pc。由于严重的选择效应，特别是在银河系中心的方向上，我们的数据样本中大约有一半完全不合格。在剩余部分中，我们能够通过将相空间螺旋的分析模型拟合到数据来推断垂直引力势。这项工作是第一次，在这个意义上，我们正在衡量遥远的地区的银河系盘与高空间分辨率，而不依赖于强假设的轴对称。推断后，我们拟合了$2.2\pm 0.1$ kpc的薄圆盘尺度长度，尽管该值对所考虑的空间区域敏感。我们看到表面密度变化作为方位角的函数，大约为10- 20%，这大致是我们估计的潜在系统偏差总和的大小。通过这项工作，我们已经证明，尽管有很强的选择效应，我们的方法可以用来衡量银河系盘的遥远区域。我们希望通过未来的盖亚数据发布和对我们方法的进一步改进，达到更远的距离并提高我们的准确性。
2022-04-11 astro-ph.GA
Merging stellar and intermediate-mass black holes in dense clusters: implications for LIGO, LISA and the next generation of gravitational wave detectors
研究了由两个恒星黑洞（BH）和一个中等质量黑洞（IMBH）之间的相互作用触发的中等质量比螺旋（IMRIs）的形成。我们利用$N$体模型改变IMBH质量，恒星BH质谱，和星团的属性。这些模拟再加上半解析的过程来解释残余IMBH的演变。IMRI形成概率达到值$\sim 5-50\%$，较大的值对应于较大的IMBH质量。IMRIs绘制出恒星BH的质谱，因此它们可能被用来解开恒星星团中的BH人口窝藏IMBH。在IMRI阶段之后，最初接近最大值（几乎不旋转）的IMBH倾向于减少（增加）其自旋。如果IMBH增长主要是通过重复的IMRI，我们表明，只有IMBH种子足够大（$M_{\rm seed} > 300$ M $_\odot$）可以增长到$M_{\rm imbh} >10^3$ M $_\odot$在密集的球状星团。假设这些种子在红移$z\sim 2-6$处形成，我们发现它们中的$1-5\%$在红移$z=0$处将达到质量$\sim 500-1500$ M $_\odot$，并将表现出低自旋$S_{\rm imbh} < 0.2$。测量IMRI中涉及的IMBH的质量和自旋可以帮助解开它们的形成机制。我们表明，LISA可以检测IMBHs在银河系球状星团的信噪比$=10-100$，或在大麦哲伦星云的信噪比$=8-40$。我们提供了LIGO（$Γ_{\rm LIG} = 0.003-1.6$ yr…
2021-05-10 astro-ph.GA gr-qc
Eccentric binary black hole mergers in globular clusters hosting intermediate-mass black holes
球状星团（GC）的中心可能存在中等质量黑洞（IMBH）。在这些动态活跃的环境中，恒星质量的黑洞（SBH）在形成后不久就会下沉到中心，由于动力学摩擦，并开始与中心的IMBH相互作用。很可能，一些SBH将与IMBH形成结合系统。其中一小部分将是由二进制SBH和IMBH作为第三个遥远的扰动组成的三重系统。如果SBH双星轨道足够倾斜，它可以发展Lidov-Kozai（LK）振荡，这可以将系统驱动到高偏心率，并最终由于引力波（GW）在短时间尺度上的发射而合并。在这项工作中，我们专注于IMBH-SBH-SBH三元组的动力学，并说明这些系统可以是GWs的可能来源。这种情况的一个独特特征是，当进入LIGO波段（$10$ Hz）时，这些合并中有相当一部分是高度偏心的。假设GC的$\sim 20\%$是IMBH的宿主，并且GC密度在$n_{_{\rm GC}}=0.32$ - $2.31\,\mathrm{Mpc}^{-3}$范围内，我们估计了这些事件的速率$Γ=0.06$ - $0.46\,\mathrm{Gpc}^{-3}\,\mathrm{yr}^{-1}$。这表明，在这种情况下，动态驱动的二进制SBH合并可能有助于LIGO/VIRGO观察到的合并事件。完全$N$ -身体模拟的GC窝藏IMBH是非常可取的，以给出一个更精确的约束，这种情况下。
2019-07-20 astro-ph.GA astro-ph.HE
Millimetre-wave Emission from an Intermediate-Mass Black Hole Candidate in the Milky Way
人们普遍认为质量大于100万太阳质量（Msun）的黑洞（BH）潜伏在大质量星系的中心。这种“超大质量”黑洞的起源仍然未知（Djorgovski等人，1999年），而恒星质量黑洞的起源则很清楚。一种可能的情况是，中等质量黑洞（IMBH）是由年轻致密星团中的恒星失控合并形成的（Portagies Zwart et al. 1999），在星系中心合并形成SMBH（Ebisuzaki et al. 2001）。虽然迄今为止已经提出了许多IMBH的候选人，但没有一个被认为是确定的。最近，我们发现了一个奇特的分子云，CO-0.40-0.22，在我们银河系中心附近具有非常宽的速度宽度。基于对气体运动学的仔细分析，我们得出结论，一个质量约为1 E5 Msun的紧凑物体潜伏在这个云中（Oka等人，2016）。在这里，我们报告检测的点状连续源，以及一个紧凑的气体团附近的中心CO-0.40-0.22。这个点状连续光源（CO-0.40-0.22*）具有与银河SMBH（Sgr A*）亮度的1/500一致的宽带光谱。围绕点状大质量物体的数值模拟很好地再现了致密分子气体的运动学，这表明CO-0.40-0.22* 是中等质量黑洞最有希望的候选者。
2017-09-05 astro-ph.GA
Investigating the retention of intermediate-mass black holes in star clusters using N-body simulations
与超大质量和恒星质量黑洞（SBH）相反，质量在10^{2-5} M太阳之间的中等质量黑洞（IMBH）的存在尚未得到证实。探测中的主要问题是，球状星团或小星系的最内层恒星运动学，即可能的IMBH的天然轨迹，很难解决。然而，如果IMBH位于GC的中心，则它们可能与其环境动态地相互作用。由IMBH和GC的致密物体形成的双星自然会导致一个突出的引力辐射源，未来的天文台可以探测到。我们使用N体模拟研究的GC包含IMBH的演化和计算的引力辐射从动态形成的IMBH-SBH二进制文件和IMBH-SBH合并后，IMBH逃脱GC的可能性。我们运行的第一次直接求和积分的GC与IMBH包括动力学演化的IMBH与恒星系统和相对论效应，如能量损失在引力波（GWs）和近心点位移，和引力反冲。我们发现在我们的模型中的一个中间质量比inspiral（IMRI），这导致合并的反冲速度高于逃逸速度的GC。发射的GW落在像欧洲eLISA这样的LISA天文台可以探测到的频率范围内，或者在最近在中国进行的初步任务研究中考虑的任务选项中。合并对集群的全局动力学有影响，因为当合并的系统离开GC时，一个重要的热源被移除。一个IMRI的检测将构成GR的测试，以及IMBH存在的无可辩驳的证据。
2013-05-27 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
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
Does IRS13 require an intermediate-mass black hole?
Czech Academy of Sciences（捷克科学院）；Indiana University（印第安纳大学）；Universität zu Köln（科隆大学）；Max Planck Institut für Radioastronomie（马克斯·普朗克射电天文研究所）
该研究通过N体计算和模拟发现，IRS13大小的星团即使存在4×10⁴M⊙的中等质量黑洞也会快速瓦解，其观测速度弥散可由Sgr A*潮汐场及下落事件自然产生，无需假设存在中心中等质量黑洞。
2026-08-12 astro-ph.GA
The MandelZoom project I: modelling black hole accretion through an $α$-disc in dwarf galaxies with a resolved interstellar medium
该研究通过高分辨率多相 ISM 模拟结合 Shakura-Sunyaev α 盘模型，揭示矮星系核星团与环核盘如何驱动 IMBH 持续吸积和自旋增长。
2025-10-21 astro-ph.GA
Stellar discs and intermediate-mass black holes in galactic nuclei II. Fragmenting the disc and forming the S-stars in a live nuclear star cluster
Rudolf Peierls Centre for Theoretical Physics（鲁道夫·皮尔斯理论物理中心）；Fesenkov Astrophysical Institute（费森科夫天体物理研究所）；Institute of Physics, Eötvös University（厄特沃什大学物理研究所）
本研究通过N体模拟，探究了银心Sgr A*周围恒星盘受2000 M_⊙逆行中等质量黑洞扰动的演化，揭示了该黑洞对S星形成、轨道演化及相关恒星过程的作用。
2026-10-14 astro-ph.GA astro-ph.IM astro-ph.SR
A luminous X-ray outburst from an intermediate-mass black hole in an off-centre star cluster
在非常致密的恒星区域中存在大质量黑洞的一个独特标志是，由于潮汐破裂和随后的恒星吸积而产生的多波长辐射偶尔会发生巨振幅爆发，这些恒星与黑洞非常接近。以前的强潮汐破裂事件（TDE）候选者都与大部分孤立星系的中心有关。在这里，我们报告的发现发光X射线爆发从一个巨大的星团在投影距离12.5千秒差距的中心，一个大型透镜状星系。光度的峰值约为10^{43} erg/s，并在10年内系统地衰减，大致遵循支持将该事件确定为TDE的趋势。X射线谱都非常柔和，发射限于<3.0 keV，可以用标准热盘描述。随着光度的降低，圆盘会显著冷却，这是在吸积恒星质量的黑洞中经常观察到的关键热状态特征。这种热态特征，再加上非常高的亮度，超软X射线光谱和光变曲线的特征幂律演化，提供了强有力的证据，证明该源包含一个质量为数万个太阳质量的中等质量黑洞（IMBH）。这一事件表明，探测IMBH的最有效手段之一是通过星团中TDE的X射线耀斑。
2018-06-14 astro-ph.GA astro-ph.HE
Did massive black holes in globular clusters initially satisfy galactic scaling relations?
星系中心的超大质量黑洞（SMBH，M_BH=10^6-10^11 Msun）的质量与宿主恒星椭球体的质量和速度色散有关。一个关键的问题是这些关系是如何产生的，以及它们在黑洞质量的范围内保持不变。据推测，中等质量黑洞（IMBH，M_BH=10^2-10^5 Msun）可能在SMBH的生长中起着重要作用。最近在银河系球状星团中发现了一些IMBH，但它们的质量与SMBH的星系标度关系不一致。在这封信中，我们得到的GC使用标准的分析演化模型，其中的自由参数是固定的独立约束的初始属性。我们发现，所观察到的IMBH质量最初遵循银河系SMBH标度关系，随后移动这些关系，由于其主机GC的动力学演化。本文最后简要讨论了大质量黑洞增长的不确定性及其可能的普遍性。
2013-06-03 astro-ph.CO astro-ph.GA
On the formation of compact, massive sub-systems in stellar clusters and its relation with intermediate mass black holes
在演化过程中，星团会经历质量分离，质量最大的恒星的轨道会缩小，而较轻的恒星则会从星团中心向外移动。在这种情况下，最近的观测和几个银河系和河外球状星团（GC）的动力学模型表明，他们中的大多数显示，靠近其中心，一个过剩的质量，其性质仍然是有争议的问题。例如，许多研究表明，轨道分离的恒星可能会以失控的方式相互碰撞，导致形成一颗质量非常大的恒星或一个质量与观测到的质量过剩相当的中等质量黑洞（IMBH）。另一方面，如果IMBH的形成失败，分离的恒星可以形成一个致密的系统。在本文中，我们研究了早期形成阶段的一个致密的，大规模的子系统（MSS）在几个GC模型使用最近开发的半解析处理的质量分离过程。为了研究MSS的性质如何依赖于主机集群的属性，我们改变了初始质量函数（IMF），总质量，空间分布和金属的我们的模型。我们的研究结果表明，国际货币基金组织有助于确定最终的MSS质量，而金属丰度和空间分布发挥次要作用。在本文中提出的方法，使我们能够提供连接MSS质量和主机集群质量与所观察到的相关性的标度关系。为了跟踪MSSs的早期形成阶段并改进我们的统计结果，我们对质量介于$10^3$和$2\times 10^5$太阳质量之间的星团进行了几次$N$体模拟。
2015-11-03 astro-ph.GA
The MEGaN project II. Gravitational waves from intermediate mass- and binary black holes around a supermassive black hole
本文研究了大质量星团群沉积在超大质量黑洞附近的中等质量黑洞、恒星黑洞和双星黑洞的演化。恒星黑洞在SMBH周围迅速分离，形成极端质量比的吸气，并以$Γ= 0.02-0.2$ yr $^{-1}$ Gpc $^{-3}$的速率在红移$z=0$处合并。一些围绕SMBH运行的IMBH有利于在哈勃时间内合并的大质量对的形成，这是该通道$Γ=0.03$ yr $^{-1}$ Gpc $^{-3}$的合并率。合并后的反冲可以将残余物从星系中心喷射出去，特别是在矮星系中。我们的研究结果表明，这种机制可以导致高达$10^5$喷射SMBH在1 Gpc。IMBH与同一簇中的几个单一和二元BH共存可以显著影响它们的演化，要么驱动二元破坏，产生中等质量比的吸气（合并率$Γ=9.5$ yr $^{-1}$ Gpc $^{-3}$），要么促进BHB聚结（$Γ=2-8$ yr $^{-1}$ Gpc $^{-3}$）。在一些模拟中，SMBH促进BHB聚结，导致该过程的合并速率为$Γ=1$ yr $^{-1}$ Gpc $^{-3}$。我们注意到，在星系核中经历合并的BHB可能被错误地估计为比实际重的$\sim 30\%$，这是因为SMBH周围的快速运动引起的波频率的多普勒频移。我们所有的模拟都是使用$N$体代码进行的，该代码专门用于处理近距离接触和后牛顿动力学，其中还包括粒子运动方程中的星系场和动力学摩擦。
2018-11-15 astro-ph.GA
Understanding the environment around the intermediate mass black hole candidate ESO 243-49 HLX-1
目的。ESO 243-49 HLX-1（英语：HLX-1）是一个中等质量黑洞（IMBH）候选者，位于距离S 0星系ESO 243-49中心8”（3.7 Kpc）的边缘。这个黑洞是如何与这个星系联系在一起的，以及它所处的环境的性质仍然不清楚。使用多波长观测，我们调查的性质，围绕HLX-1的介质，寻找过去与ESO 243-49合并的证据和约束的星系参数。方法.我们减少和分析积分场单位的ESO 243-49，采取了与MUSE仪器上的VLT的意见。利用互补的多波长数据，包括X-Shooter，HST，Swift，Chandra和ATCA数据，我们进一步研究了HLX-1的附近。我们还研究了宿主星系的性质，并估计了ESO 243-49中心超大质量黑洞（SMBH）的质量。结果没有证据表明最近的小合并可能导致IMBH的存在，但数据与ESO 243-49历史上可能发生的小合并的情况是一致的。MUSE的数据显示，在银河系的中心，围绕着SMBH有一个快速旋转的圆盘。ESO 243-49中心的SMBH的质量估计为0.5-23 $\times$ 10 $^7$ M $_\odot$。研究HLX-1的光谱，这是在低/硬状态，我们确定H $_α$通量的变化至少是一个因素6，在高/软状态的观察相比。这一年中H $_α$通量的变化表明，这条线起源于IMBH附近，排除了这条线来自周围星云或星团的可能性。与HLX-1的…
2017-04-14 astro-ph.GA astro-ph.HE
Tidal Disruption Events and Gravitational Waves from Intermediate-mass Black Holes in Evolving Globular Clusters Across Space and Time
我们提出了一个半解析模型的自洽发展人口的球状星团（GC）在一个给定的宿主星系在宇宙时间。我们计算的GCs仍然托管中等质量黑洞（IMBHs）在给定的红移在早期和晚期类型的星系不同的质量和大小的分数，以及相应的潮汐破裂事件（TDEs）的速率，主序星（MS）和白矮星（WD）。我们发现，整个GC人口的综合TDE率可以超过相应的速率在一个给定的星系核和$\sim 90$ %的TDE驻留在GC内的最大半径为$\sim 2-15$千秒差距从宿主星系的中心。这表明，旨在识别TDE的观测工作不应该仅仅局限于星系核，还应该考虑外星系晕，那里有大量的古老GC，它们将居住在IMBH中。事实上，这里预测的这种偏离中心的TDE可能已经被观察到了。在$z\leq 0.5$（$z=2$），MS TDE率比WD TDE率常见30（100）倍。我们还计算了整个宇宙时间的IMBH-SBH合并率，发现在低红移时典型的IMRI率为$\sim 0.5-3$ Gpc $^{-3}$ yr $^{-1}$的数量级，在GC形成的峰值附近，它变得高达$\sim 100$ Gpc $^{-3}$ yr $^{-1}$。先进的LIGO与VIRGO、KAGRA、ET和LISA相结合，将能够分别观察IMBH群体的底端和顶端。
2018-11-01 astro-ph.CO astro-ph.GA
N-body modeling of globular clusters: Masses, mass-to-light ratios and intermediate-mass black holes
我们已经确定了50个银河系球状星团的质量和质光比，通过比较它们的速度色散和表面亮度分布对一个大网格的900个N体模拟星团的不同初始浓度，大小和中央黑洞质量分数。我们的模型遵循的恒星演化和两体弛豫的综合影响下的集群的演化，使我们能够考虑到恒星之间的质量分离和能量均分自洽的影响。对于一个子集的16个观测良好的集群，我们还推导出它们的运动距离。我们发现银河系球状星团的平均质光比为$<M/L_V>=1.98 \pm 0.03$，如果星团的初始质量函数是标准的Kroupa或Chabrier质量函数，这与预期的M/L比非常吻合。我们没有发现证据的平均质光比与金属丰度的下降。大多数球状星团的表面亮度和速度色散分布与中等质量黑洞（IMBH）的存在是不相容的，其中有数千个以上的$M_\odot$。唯一明显的例外是$ω$ Cen，那里的速度色散剖面提供了强有力的证据，证明在星团中心存在一个$\sim$ 40，000 $M_\odot$ IMBH。
2016-09-28 astro-ph.GA
Intermediate-Mass Black Holes in Star Clusters and Dwarf Galaxies
本文综述了中等质量黑洞在致密星团和矮星系中的形成与增长通道、多波段观测约束，并探讨了其对超大质量黑洞种子形成及未来引力波探测的意义。
2024-02-27 astro-ph.GA astro-ph.HE 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
A search for intermediate-mass black holes in compact stellar systems through optical emissions from tidal disruption events
本文利用ZTF数据在致密恒星系统中搜寻中等质量黑洞的潮汐瓦解事件，虽未探测到事件，但据此将CSS中TDE发生率上限约束为约10^-7 CSS^-1 yr^-1，并进一步限制了通过潮汐剥离形成的超致密矮星系数量。
2024-04-14 astro-ph.GA
Black hole merger rates for LISA and LGWA from semi-analytical modelling of light seeds
INAF - Osservatorio Astronomico di Brera（意大利国家天体物理研究所布雷拉天文台）；University of Modena & Reggio Emilia（摩德纳与雷焦艾米利亚大学）；INAF - Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali (IAPS)（意大利国家天体物理研究所空间天体物理学与行星科学研究所）；Università degli Studi di Bologna（博洛尼亚大学）；INAF – Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio di Bologna（意大利国家天体物理研究所博洛尼亚天文台与空间科学观测站）；INFN, Sezione di Milano-Bicocca（意大利国家核物理学院米兰-比可卡分部）；Como Lake centre for AstroPhysics (CLAP), DiSAT, Università dell’Insubria（因苏布里亚大学迪萨特系科莫湖天体物理中心）；Istituto Nazionale di Astrofisica, Osservatorio Astronomico di Roma（意大利国家天体物理研究所罗马天文台）；Università degli Studi di Trieste（的里雅斯特大学）；INAF - Osservatorio Astronomico di Trieste（意大利国家天体物理研究所的里雅斯特天文台）；INFN, Sezione di Trieste（意大利国家核物理学院的里雅斯特分部）
本文通过半解析建模研究LISA和LGWA探测中等质量黑洞和超大质量黑洞并合的速率，发现乐观情况下LISA和LGWA每年可探测超过15次IMBH并合，而悲观情况下则低于5次。
2025-12-05 astro-ph.CO astro-ph.GA
Direct N-body simulations of rotating and extremely massive Population III star clusters
Astronomisches Rechen-Inst., Zentrum für Astronomie, Univ. of Heidelberg（海德堡大学天体物理计算研究所）；Center for Information Science, Fukui Prefectural University（福井县立大学信息科学中心）；Department of Physics, New York University Abu Dhabi（纽约大学阿布扎比分校物理系）；Center for Astrophysics and Space Science (CASS), New York University Abu Dhabi（纽约大学阿布扎比分校天体物理学与空间科学中心）；Dipartimento di Fisica, Sapienza, Universitá di Roma（罗马第一大学物理系）；Inst. für Theoretische Astrophysik, Zentrum für Astronomie, Univ. Heidelberg（海德堡大学天文学中心理论天体物理研究所）；Max-Planck-Institut für Astronomie（马克斯·普朗克天文学研究所）；Gran Sasso Science Institute (GSSI)（格兰萨索理工学院）；INFN, Laboratori Nazionali del Gran Sasso（意大利国家核物理研究所格兰萨索国家实验室）
本文通过八次直接N体模拟研究了旋转且质量极大的Ia型III星团的动力学，发现旋转速度越快，核心坍缩越早，核心坍缩后形成中间质量黑洞子系统。
2026-04-13 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.SR
Gravothermal collapse of Self-Interacting Dark Matter halos as the Origin of Intermediate Mass Black Holes in Milky Way satellites
本文提出暗物质粒子自相互作用（SIDM）引发的引力热坍缩是银河系卫星星系中等质量黑洞的起源，并开发解析框架预测了此类黑洞的形成时间、质量及分布特征。
2023-05-24 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Leo I: the classical dwarf spheroidal galaxy with the highest dark-matter density
基于动力学模型分析矮椭球星系Leo I的暗物质性质，发现其具有经典dSphs中最高的中心暗物质密度并形成核心，对近心点与暗物质密度反相关研究起决定性作用，但非间接探测最优目标。
2025-06-18 astro-ph.GA
A fast rising tidal disruption event from a candidate intermediate mass black hole
大质量星系中心的大质量黑洞（BH）无处不在。另一方面，矮星系中黑洞的数量是难以捉摸的。矮星系被认为拥有质量较小的黑洞，包括质量为$10^{2} < M_{BH} < 10^{6} M_{\odot}$的中等质量黑洞。这些系统的识别历来依赖于检测从靠近BH的吸积气体盘发出的光。如果没有这种光，它们很难被发现。潮汐破裂事件（TDEs）是恒星偏离黑洞并被撕碎时产生的发光耀斑，是探测大质量黑洞的直接方法。这些耀斑的上升时间理论上与BH质量相关。在这里，我们介绍AT 2020 neh，一个快速崛起的TDE候选者，由矮星系托管。AT 2020 neh可以描述为主序星被10 $^{4.7} - 10^{5.9} M_{\odot}$ BH的潮汐破坏。我们发现，在$\lesssim 2 \times 10^{-8}$事件Mpc $^{-3}$ yr $^{-1}$中，像AT 2020 neh这样的快速上升核瞬变的可观测速率是罕见的。在矮星系中发现非吸积黑洞对于确定这些星系中黑洞的普遍程度和限制黑洞形成的模型非常重要。类似AT2020neh的事件可能提供一种独立于星系的测量IMBH质量的方法。
2022-09-05 astro-ph.GA astro-ph.HE
