流浪的超大质量黑洞可能比之前认为的更丰富

由哈佛和史密森天体物理中心的天文学家领导的一项新研究表明,目前超大质量黑洞的普查是不完整的,大量偏离中心的黑洞可能存在。

在双凸透镜星形GJ1717 + 52中的“徘徊”的黑洞。主面板具有来自NASA / ESA Hubble Space望远镜的宽场,光学灯图像。黑洞及其主机星系位于左上角的盒子内。左侧的插图包含GJ1717 + 52的哈勃特写视图。在该插图中,该圆圈显示了可以与XJ1417 + 52相关联的星系的北部郊区的点状源。右侧的插图是XJ1717 + 52的X射线图像,从NASA的Chandra X射线天文台紫色,覆盖与哈勃特写相同的区域。图像信用:NASA / CXC / UNH / LIN等人。/ stsci。

在双凸透镜星形GJ1717 + 52中的“徘徊”的黑洞。主面板具有来自NASA / ESA Hubble Space望远镜的宽场,光学灯图像。黑洞及其主机星系位于左上角的盒子内。左侧的插图包含GJ1717 + 52的哈勃特写视图。在该插图中,该圆圈显示了可以与XJ1417 + 52相关联的星系的北部郊区的点状源。右侧的插图是XJ1717 + 52的X射线图像,从NASA的Chandra X射线天文台紫色,覆盖与哈勃特写相同的区域。图像信用:NASA / CXC / UNH / LIN等人。/ stsci。

超级分类黑洞被认为存在于大多数大型星系的中心,包括我们银河系的中心。

它们的质量与宿主星系内部区域的性质相关,可能是因为黑洞通过与其他星系的合并和星系间介质的物质下降,随着星系自身的增长而增长和进化。

当物质到达星系中心并吸积到超大质量黑洞上时,就会产生一个活跃的星系核。

从活跃的星系核发出的流出物或其他反馈会产生破坏性的作用,从而扑灭星系中的恒星形成。

现代宇宙模拟现在自我始终如一地追踪星系的星系从早期宇宙到现在的星系,确认这些想法。

合并过程自然会产生一些超大质量的黑洞,这些黑洞稍稍偏离扩大星系的中心。

通往单个超大质量黑洞的道路是复杂的。有时,一个双星超大质量黑洞首先形成,然后逐渐合并成一个。在这个过程中可以产生可探测的引力波发射。

然而,合并有时会停滞或中断——理解为什么是超大质量黑洞演化中的关键谜题之一。

根据这项新的研究,即使在数十亿年的进化之后,一些超大质量黑洞也没有加入到原子核中,而是最终离开了通过银河系徘徊

哈佛和史密森尼天体物理中心和哈佛大学黑洞倡议中心的安吉洛·里卡特博士及其同事说:“在ROMULUS的宇宙模拟中,我们描述了流浪黑洞的数量,定义为那些物理上偏离其光环中心的黑洞。”

“与大多数其他目前可用的宇宙学模拟不同,基于局部气体特性播种的黑洞,并且被允许动态地演变而不固定在Halo中心。”

“跟踪这些黑洞使我们能够对偏移人口作出强大的预测。”

通过ROMULUS的宇宙学模拟,天文学家发现,在今天的宇宙中,大约10%的黑洞质量可能来自于漫游者。

在宇宙早期,大爆炸后20亿年或更年轻的时候,这些漫游者似乎更重要,包含了黑洞的大部分质量。

事实上,研究人员发现,在这些早期时期,超大质量黑洞的大部分辐射也是由漫游者产生的。

他们说:“我们发现,大多数徘徊的黑洞仍然在种子质量附近,并起源于之前被破坏的卫星星系的中心。”

“虽然大多数没有保留一个可分辨的恒星对应物,但那些保留了的恒星位于更远的维里半径的更大部分。”

“具有更高亮度的流浪者优先于较低的半径,更巨大的较大,并且靠近他们的主机的中间飞机或与恒星过度密度相关联。”

“在未来的工作中,我们将更详细地探讨徘徊的人口的观察签名。”

他们的发表于皇家天文社会的每月通知

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Angelo Ricarte.。2021.徘徊黑洞的起源和人口统计。MNRAS503 (4): 6098 - 6111;doi: 10.1093 / mnras / stab866

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