- Радионаблюдения за четырьмя активными галактическими ядрами, в которых находятся кандидаты в черные дыры промежуточной массы: изучение активности истечения и эволюции(arXiv)
Автор:Сяолун Ян, Прашант Мохан, Джун Ян, Луис С. Хо, Дж. Н. Х. С. Адитья, Шаохуа Чжан, Сумит Джайсвал, Сяофэн Ян
Аннотация:Наблюдательные поиски черных дыр промежуточной массы (ЧДПМ; 102−106 M⊙) включают относительно изолированные карликовые галактики. Для тех, в которых находятся активные галактические ядра (АЯГ), природа ЧМЧД может быть выявлена по аккреционной — струйной активности. Мы представляем радионаблюдения четырех карликовых галактик, принимающих AGN (которые потенциально содержат IMBH). Наблюдения с очень большой антенной решеткой (VLA) указывают на крутые спектры (индексы от −0,63 до −1,05) в диапазоне от 1,4 до 9 ГГц. Однако сравнение с внутриполосным спектральным индексом 9 ГГц показывает увеличение крутости для GH047 и GH158 (подразумевая более старое/реликтовое излучение) и выравнивание для GH106 и GH163 (подразумевая недавнюю активность). Перекрывающиеся области излучения в наблюдениях VLA 1,4 ГГц и нашей очень длинной базовой линии (VLBA) 1,5 ГГц и, возможно, симметричные расширения в масштабе пк согласуются с недавней активностью в последних двух. Используя компактную радиосветимость VLBA, рентгеновскую светимость (исследование аккреционной активности) и массы черных дыр, было обнаружено, что все AGN лежат в эмпирическом соотношении фундаментальной плоскости. Четыре AGN являются радиотихими с относительно более высокими отношениями Эддингтона (0,04–0,32) и напоминают рентгеновские двойные системы во время спектральных переходов состояний, которые влекут за собой выброс истечения. Кроме того, отношение радио- и рентгеновской светимости logRX от -3,9 до -5,6 в этих четырех источниках поддерживает сценарии, включающие выброс массы короны из аккреционного диска и ветровую активность. Рост до масштабов кпк, вероятно, происходит по траектории, аналогичной молодым АЯГ и источникам с пиковым спектром. Вышеупомянутые сложные подсказки могут, таким образом, помочь в обнаружении и мониторинге IMBHs в соседней Вселенной.
2.Орбитальные и радиационные свойства блуждающих черных дыр промежуточной массы в моделировании ASTRID(arXiv)
Автор: Эмма Джейн Веллер, Фабио Пакуччи, Юин Ни, Няньи Чен, Тициана Ди Маттео, Ларс Хернквист.
Аннотация: Черные дыры промежуточной массы (ЧДЧП), определяемые как имеющие массу в диапазоне от 103M⊙ до 106M⊙, обычно находятся в центре карликовых галактик. Моделирование и наблюдения убедительно показывают, что значительная популяция IMBH может блуждать вне центра в местных галактиках. Мы используем космологическое моделирование Astrid для изучения орбитальных и радиационных свойств блуждающих ЧМД в массивных галактиках на z ~ 3. Мы обнаружили, что эта популяция необнаруженных черных дыр имеет большие наклонения орбит (60° ± 22°) по отношению к главной плоскости хозяина. Эксцентриситет их орбит также значителен (0,6±0,2) и уменьшается со временем. Блуждающие IMBH испытывают всплески аккреционной активности вокруг перицентра своих орбит с частотой, в 10–3–10–5 раз превышающей скорость Эддингтона, и средним рабочим циклом аккреции ∼12%. Их типичное спектральное распределение энергии достигает пика в инфракрасном диапазоне на ~11 мкм кадра покоя. Исследуемые IMBH достигают рентгеновской светимости 2−10 кэВ >1037 эрг−1 в течение ∼10% времени. Эта светимость соответствует потокам >10-15 эрг-1см-2 в пределах 10 Мпк. Две из 28 исследованных IMBH (∼7%) имеют короткие всплески рентгеновской светимости >1041 эрг-1 в режиме сверхярких источников рентгеновского излучения (HLX). Эти данные свидетельствуют о том, что HLX являются небольшим подмножеством общей блуждающей популяции IMBH, которая характеризуется светимостью в 103–104 раз слабее. Для оценки демографии этой пропавшей популяции черных дыр необходимы специальные исследования с текущими и будущими обсерваториями.
3.Приливное удаление белого карлика черной дырой промежуточной массы(arXiv)
Автор:Джин-Хонг Чен, Ронг-Фэн Шэнь, Шан-Фэй Лю
Аннотация : Во время засасывания белого карлика (БК) в черную дыру промежуточной массы (~10^{2–5} M_sun) как гравитационные волны (ГВ), так и электромагнитное (ЭМ) излучение испускаются. Как только радиус перицентра эксцентричной орбиты приблизится к приливному радиусу, WD будет подвергаться приливной деструкции при каждом прохождении перицентра. Аккреция этой лишенной массы будет производить электромагнитное излучение. Предполагается, что недавно открытые новые типы транзиентов, а именно квазипериодические выбросы и быстрые ультраяркие рентгеновские всплески, могут происходить из таких систем. Моделирование этих вспышек требует предсказания количества выделившейся массы из WD и деталей поступления массы в аккреционный диск. Мы запускаем гидродинамическое моделирование, чтобы изучить зависимость от орбитального параметра массы зачищенного тела. Мы находим, что наши результаты совпадают с аналитической оценкой, согласно которой зачищенная масса пропорциональна 5/2-й степени избыточной глубины, на которую WD переполняет свою мгновенную полость Роша в перицентре. Рассчитана соответствующая скорость возврата очищенной массы, что может быть полезно при интерпретации индивидуальной кривой блеска вспышек в кандидатах электромагнитных источников. Далее мы рассчитываем долгосрочную эволюцию потери массы WD во время его вдоха и обнаруживаемость сигналов GW и EM. ЭМ-сигнал от стадии потери массы можно легко обнаружить: предельное расстояние составляет ~320 (M_h/10⁴ M_sun) Мпк для зонда Эйнштейна. Сигнал GW для космических детекторов, таких как Laser Interferometer Space Antenna или TianQin, может быть обнаружен только в пределах Местного сверхскопления (~ 33 Мпк).
