M - α 관계의 블랙홀 인구 통계

우리는 32개의 은하의 표본을 분석하여 뜨거운 항성 성분인 Mbulge의 질량의 동적 추정치를 이용할 수 있다. 이러한 각 은하에 대해, 우리는 M과 불룩한 항성 속도 분산 사이의 엄격한 경험적 상관 관계를 사용하여 중심 블랙홀 M의 질량을 계산한다. 주파수 함수 N[log(M/Mbulge)]는 αlog(M/Mbulge) α - 2.90이고 표준 편차 ~0.45인 가우스 함수로서 상당히 잘 설명됩니다. 블랙홀 질량에 대한 암시적 평균 비율은 문헌에서 일반적으로 인용된 것보다 약 5 작은 요인입니다. 우리는 더 큰 은하에서 더 낮고 평균적인 블랙홀 질량 분율에 대한 한계 증거를 제시한다. 우주의 블랙홀의 총 질량 밀도는 약 5 × 105 M ⊙ Mpc-3로 추정되며, 이는 고차원 이동(z ~ 2) 활성 은하핵에서 추론된 것과 일치한다.

 

점점 더 많은 안전 탐지를 통해, 초거대 블랙홀은 10년 동안 이국적인 호기심으로부터 은하의 근본적인 구성 요소로 진화해 왔다. 현재 일반적으로 은하와 초질량 BH의 형성 및 진화는 CDM과 유사한 우주론(Efstathiou & Rees 1988; Hahhelt & Rees 1993; Haiman & Loeb; 1998; 1998)의 계층적 구축을 통해 원시적 형성의 초기 단계(Silk & Rees 1998)부터 밀접하게 얽혀 있다.센트 은하 병합 (Merritt 2000) 지역 BH 인구의 인구 통계학을 연구하면 은하 진화 모델에 상당한 영향을 미칠 수 있다(예: Salucci et al., 1999; Cattaneo, Hahnelt & Rees 1999, Kauffmann & Hahelt 2000).

마고리안 외 연구진(1998)은 핵 BH에 대한 최초의, 그리고 현재까지만 인구통계학적 연구를 제시했다. 32개의 은하에 대한 지상 기반 운동학적 데이터는 허블 우주 망원경(HST) 광도 측정과 결합되어 청바지 방정식에 기초한 동적 모델을 제한하는데, 이는 축 대칭성, 경도면에서의 속도 등방성, 그리고 별에 대한 공간적으로 일정한 질량 대 광비의 가정하에 이루어졌다. 원자핵 BH의 질량은 항성 질량 대 광비 및 은하 기울기 각도와 더불어 자유 매개변수로 도입되었다. 대부분의 은하에서 중심점 질량의 추가는 관찰된 운동학에 대한 적합성을 향상시켰다. 마고리안 등은 대부분의 은하가 평균 BH 질량 대 M / Mbulge의 구형 질량 대 BH 비율을 가진 중심 초질량 BH를 포함할 수 있다고 결론을 내렸다.

마고리안 등의 연구는 대규모 은하 표본을 대상으로 하고, 데이터에 대한 일관성 있고 균질한 처리로 인해 여전히 고유하다. 그러나, 마고리안 등의 비대칭 질량 대 광비의 추정치는 강력할 가능성이 높지만, 많은 저자들은 추론된 BH 질량이 체계적으로 너무 클 수 있다고 지적했다. Van der Marrel(1997년)은 잘 분해된 중심 운동학적 데이터에서 도출된 BH 질량이 마고리아 분석에 의해 생성된 것보다 약 5 작은 요인임을 보여주었다. 그는 비등방성 속도의 무시로 인해 BH 질량의 과대평가로 이어질 수 있다고 제안했다. 완델(1999년)은 활동 은하의 잔향 매핑 연구에서 도출된 BH 질량을 마고리안 등의 추정치와 비교한 결과 고정된 광도에서 BH-대-대-대-대-대-대-대-대질량 비율에서 ~20의 인자의 불일치를 발견했다. 그는 먼 은하에서 낮은 질량의 BH를 해결하기 어렵다는 점을 지적하고 추정치에 거리 의존적인 편향을 제안했다.

동일한 노선을 따라 독립적인 주장이 Ferraree & Merritt(2000년, 이후 논문 I)에 의해 제시되었다. 가장 잘 결정된 BH 질량을 가진 12개의 은하에 대해, M와 항성 돌출부의 속도 분산인 α 사이의 긴밀한 경험적 상관관계를 이용하여, 제1장에서는 마고리아 외 질량이 체계적으로 높으며, 일부는 2배 정도라는 것을 보여주었다.

현재 M - α 관계는 BH 인구 통계에 대한 최고의 가이드일 것입니다. Ferraree & Merritt(2000)는 관계에서 측정 오류만을 근거로 예상되는 산란보다 크지 않은 산란을 가지고 있다는 것을 발견했다. 이 관계는 대부분의 은하에서 항성 운동학 데이터의 상세한 동적 모델링에서 얻을 수 있는 예측 정확도를 능가할 정도로 매우 밀접하다. Magorrian 등이 도출한 불룩한 항성 질량과 M - α 관계에서 추론한 BH 질량을 결합함으로써, 우리는 인근 은하의 BH 질량 분포의 현재까지 가장 강력한 추정치를 계산할 수 있는 위치에 있다.