Sagittarius A* (Sgr A*) is the central supermassive black hole with the mass $\sim 4\times 10^6 M_{\odot}$ in the Milky Way and stars are orbiting around it. In May 2018, one of the nearest stars to Sgr A* named S0-2/S2 experienced the pericenter passage. The redshift of photons from S0-2 had varied from $4000\>{\rm km\>s^{-1}}$ to $-2000\>{\rm km\>s^{-1}}$ during the pericenter passage, which is within $0.5\>{\rm yr}$. In this paper, we show that this steep variation of the redshift gives a strong constraint on a dark mass distribution inside the orbit of S0-2. By applying a simple $χ^2$ analysis to the observed redshift, we can easily distinguish between the two models, the point mass model and the point mass plus an extended mass model without the best-fitting parameter search. Our redshift data during the pericenter passage in 2018 with Subaru/IRCS bound the amount of the extended mass inside the orbit of S0-2 less than $0.5\,\%$ ($\sim 2 \times 10^4 M_\odot$) of the mass of Sgr A*. This constraint obtained by our simple analysis is comparable to previous works with the best-fitting parameter search to the motion of S0-2 including the effect of the extended mass. We consider both the power-law and the Plummer models for the dark mass distribution model, but the significant difference between these results is not found.
On the detectability of gravitational waves from primordial black holes orbiting Sgr A*
在这项工作中,我们的特点是预期的引力波信号检测计划的星载干涉仪LISA和拟议的下一代星载干涉仪$μ$战神所产生的人口的原始黑洞轨道Sgr A*,超大质量黑洞在银河系中心。假设这样的物体确实形成了银河系中心S2观测轨道所允许的整个弥散质量,在圆形轨道和单色质量函数的简化假设下,我们评估了来自分辨和非分辨源的引力波中的预期信号。我们估计$\simeq$在10年的数据流中用LISA检测到一个1 M $_{\odot}$原始黑洞的机会很小,但不可忽略,而由于未解决的来源而产生的背景信号基本上会避开任何合理的检测机会。相反,$μ$ Ares在$\simeq$ 10 $^{-5}$ Hz时具有3个数量级更好的灵敏度,能够在相同的时间内分辨出$\simeq$ 140太阳质量的原始黑洞,而未分辨的背景应该可以用积分信噪比$\gtrsim$ 100观察到。允许典型的PBH质量在0.01-10 M $_{\odot}$范围内,将使LISA检测到$\simeq$的机会增加到$\simeq$ 40%,接近质谱的下限。相反,在$μ$阿瑞斯的情况下,我们发现了一个大约1 M $_{\odot}$的“甜蜜点”,在这个质量下,可分辨事件的数量确实是最大的。
The effects of the spin and quadrupole moment of SgrA* on the orbits of S stars
LIRA, Observatoire de Paris, Université PSL, CNRS, Sorbonne Université, Université Paris Cité(巴黎天文台,巴黎文理研究大学,法国国家科学研究中心,索邦大学,巴黎西岱大学);Advanced Concepts Team, European Space Agency(欧洲空间局先进概念团队)
The complex kinematics of the young stars orbiting the supermassive black hole in the Galactic center can be explained by the presence of an intermediate mass companion of Sgr A$^\star$
Beijing Planetarium, Beijing Academy of Science and Technology(北京天文馆,北京科学院);School of Physics and Astronom, Sun Yat-sen University(中山大学物理学院);CSST Science Center for the Guangdong-Hong Kong-Macau Greater Bay Area(中国空间站科学中心粤港澳大湾区分中心);Department of Astronomy and Astrophysics, University of California Santa Cruz(加州大学圣克鲁斯分校天文学与天体物理学系);Institute for Advanced Studies, Tsinghua University(清华大学高等研究院);Universitats-Sternwarte Munchen, Ludwig-Maximilians University Munich University Observatory(慕尼黑大学天文台);Max-Planck Institute for Extraterrestrial Physics(马克斯·普朗克地外物理研究所);Department of Astronomy, Westlake University(西湖大学天文学系)
The dynamics of S-stars and G-sources orbiting a supermassive compact object made of fermionic dark matter
Instituto de Astrofísica de La Plata (CONICET-UNLP)(拉普拉塔天体物理研究所);Fac. de Ciencias Astron. y Geofísicas, Universidad Nacional de La Plata(拉普拉塔国立大学天文与地球物理学院);ICRANet(国际相对论天体物理中心网络);ICRA, Dip. di Fisica, Sapienza Università di Roma(罗马智慧大学物理系ICRA);GIRG, Escuela de Física, Universidad Industrial de Santander(桑坦德工业大学物理学院);I. Physikalisches Institut der Universität zu Köln(科隆大学第一物理研究所);ICRANet-Ferrara, Dip. di Fisica e Scienze della Terra, Università degli Studi di Ferrara(费拉拉大学地球与物理科学系ICRANet);Dip. di Fisica e Scienze della Terra, Università degli Studi di Ferrara(费拉拉大学地球与物理科学系);INAF, Istituto de Astrofisica e Planetologia Spaziali(意大利国家天体物理研究所空间天体物理学与行星学研究所)
Modelling the Sgr A* Black Hole Immersed in a Dark Matter Spike
研究了银河系中心黑洞Sgr A * 附近的暗物质尖峰效应。我们的主要目标是调查目前和未来的天文观测的Sgr A * 是否可以检测到这样的DM尖峰的存在。首先,我们构造了一个静态球对称黑洞周围的时空度规,然后利用Newman-Janis-Azreg Aïnou算法将这个解推广到旋转黑洞。对于静态BH度规,我们使用的数据的S2星绕Sgr A * 确定和分析的两个自由参数的约束特征的密度和最内边界的DM晕周围的BH。此外,利用银河系中已有的DM尖峰密度$ρ_\text{sp}$和DM尖峰半径$R_\text{sp}$的观测数据,我们考虑了围绕Sgr A * BH的几何厚度的吸积盘模型,并证明了DM分布对BH阴影半径和像的影响在实际DM密度下是相当微弱的.仅当DM密度在BH附近为$ρ_\text{sp} \sim (10^{-19}-10^{-20})$ g/cm $^3$数量级时才变得显著。我们进一步分析了用无线电干涉测量法观察这种效应的可能性,用类似EHT的阵列模拟观察,发现在不久的将来不太可能检测到这种效应。
Stellar-wind Fueled Accretion onto Sagittarius A* in the Presence of a Nuclear Star Cluster
Northwestern University(西北大学);Institute for Advanced Study(高等研究院);Canadian Institute for Theoretical Astrophysics(加拿大理论天体物理研究所);University of Maryland(马里兰大学)
Stability of planetary systems within the S-star cluster: the Solar system analogues
一个由大约40颗恒星(所谓的S星)组成的动态松弛的致密星团居住在银河系的中心区域。它们的恒星围绕Sgr A $^*$大质量天体旋转。为了了解行星系在一个特定的环境,如围绕Sgr A $^*$的动力学演化,我们进行了直接N-体模拟的行星系嵌入在S-星团。在这项工作中,我们调查的短期稳定性的行星围绕S-恒星的密切相互作用后,与中央的大质量黑洞我们的银河系。我们发现,行星系经历遭遇SMBH和附近的恒星。我们确定的频率和强度的行星系的遭遇与附近的恒星,因为这些遭遇显着增加系统分配到S-恒星更接近SMBH。SMBH严重破坏了行星系的稳定性,尽管我们注意到行星系的相互偏心率和倾角的小振荡可能是由行星-行星耦合和两个行星之间的近共振效应引起的。我们获得的幸存者行星($\sim 51\%$)的比例估计,并发现行星剥离从他们的宿主恒星通常被捕获在Sgr A $^*$附近的近轨道。我们注意到,当气体巨星被潮汐扰乱时,类地行星不会。我们估计,Sgr A $^*$耀斑可能是由于\textit{starless}巨行星的潮汐破裂事件。