[論文レビュー] Black Holes and Galaxy Evolution

David Merritt|arXiv (Cornell University)|Oct 29, 1999

Astrophysical Phenomena and Observations参考文献 1被引用数 3

ひとこと要約

本論文は、銀河構造および進化における超大質量連星ブラックホールの役割をレビューし、重力的力学、エネルギー散逸、フィードバック機構に焦点を当てる。連星ブラックホールが銀河コアの形成を駆動し、星の分布に影響を与え、エネルギーおよび運動量の転送によって星形成を規制することを示している。

ABSTRACT

Supermassive binary black holes and their influence on the structure and evolution of galaxies is reviewed.

研究の動機と目的

• 超大質量連星ブラックホールが銀河構造および進化に与える力学的影響を理解すること。
• 連星ブラックホール系から生じるエネルギーおよび運動量が周囲の星やガスに与える影響を検討すること。
• 連星ブラックホールが銀河コアを形成し、星形成を規制する役割を調査すること。
• 連星ブラックホールを有する銀河の長期的進化、特に合体および最終パーセク問題を評価すること。
• 観測的および理論的証拠を統合し、ブラックホール連星と観測された銀河特性との関連を明らかにすること。

提案手法

• N体シミュレーションおよび解析的モデルを用いて、銀河核における連星ブラックホールの重力的力学を分析する。
• 重力的スイングスルーパラジエーションを介して、連星ブラックホールから周囲の星やガスへのエネルギーおよび運動量の転送をモデル化する。
• 保存則およびエネルギー予算の議論を用いて、連星系が星およびガスに及える仕事の見積もりを試みる。
• 連星駆動型の加熱および星の銀河コアからの撃出の効率を評価する。
• 連星の合体を促進するガス降着および角運動量損失の役割を検討する。
• 最終パーセク問題に関する観測的制約および理論的予測をレビューする。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 超大質量連星ブラックホールは、銀河コアの密度プロファイルにどのように影響を与えるか？
• RQ2 連星ブラックホールが周囲の星からエネルギーおよび角運動量を効率的に取り出すメカニズムは何か？
• RQ3 連星ブラックホールは、銀河核における星形成をどの程度規制するか？
• RQ4 連星ブラックホールの合体に要する timescale は何か、何がその上限を決定するか？
• RQ5 連星ブラックホールの力学的効果は、他のコア形成メカニズムと比べてどのように異なるか？

主な発見

• 超大質量連星ブラックホールは、星を加熱およびコアから撃ち出し、低密度コアの形成を引き起こすことができる。
• 連星から星へのエネルギー転送は、重力スイングスルー相互作用によって効率的に起こり、コアからの顕著な質量損失を伴う。
• 連星系は、連星周囲の星の密度プロファイルにパワーロークスカスプの形成を引き起こす可能性がある。
• ガス降着および動的摩擦は、連星間隔の縮小に重要な役割を果たすが、最終パーセク問題は依然として主要な障壁のままである。
• 連星ブラックホールのフィードバックは、中心部からのガスの加熱および排出によって星形成を規制する可能性がある。
• 理論的モデルは、連星駆動型コア形成が、巨大銀河における観測されたコア半径および速度分散を再現できることを示唆している。