20257.銀河系中心大質(zhì)量黑洞附近恒星動(dòng)力學(xué)的相關(guān)研究

1、國(guó)密級(jí)：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)Universi坶ofChineseAcademyofSciences博士學(xué)位論文2013年4月摘要銀河系中心作為最近的星系中心，為我們提供了一個(gè)獨(dú)一無二的研究星系中心大質(zhì)量黑洞及其周圍環(huán)境相互作用的窗口。對(duì)銀心多個(gè)恒星運(yùn)動(dòng)軌道的長(zhǎng)時(shí)間監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)銀河系中心存在一個(gè)4X106％的黑洞。在銀心大質(zhì)量黑洞的周圍存在許多年輕恒星。這些年輕恒星和大質(zhì)量黑洞的相互作用應(yīng)該與銀心S星及銀河系暗暈中年輕超高速星的形成機(jī)制密切相關(guān)。我

2、們發(fā)現(xiàn)目前銀暈發(fā)現(xiàn)的超高速星的空間分布位于兩個(gè)薄盤上，且這兩個(gè)盤面方向與靠?jī)?nèi)的順時(shí)旋轉(zhuǎn)恒星盤(CWS盤)，和外部的小旋臂北臂結(jié)構(gòu)或CWS盤的外部扭曲部分相一致。我們采用不同的動(dòng)力學(xué)模型研究了超高速星的速度分布。我們發(fā)現(xiàn)在小擾動(dòng)模型下的雙星潮汐瓦解能產(chǎn)生與觀測(cè)一致的速度分布。然而由觀測(cè)到的超高速星的速度分布在統(tǒng)計(jì)上依然不能排除雙黑洞模型。我們還將銀心S星及銀暈中的超高速星兩者通過雙星在大質(zhì)量黑洞周圍的潮汐瓦解機(jī)制聯(lián)系起來，并據(jù)此研究它們的

3、起源問題。我們發(fā)現(xiàn)若要產(chǎn)生與觀測(cè)相一致的超高速星與S星的數(shù)量比，則在銀心的初始質(zhì)量分布函數(shù)應(yīng)該是Top—Heavy的，而且斜率為一16左右。我們的模型還得到在銀一L4000AU內(nèi)應(yīng)該還有一50個(gè)低質(zhì)量S星，其中最靠近黑洞的S星軌道半長(zhǎng)徑為300—1500AU，而且近心距為10—200AU；同時(shí)在銀河系核球／暈中應(yīng)該有20—40顆大質(zhì)量的超高速星。我們期望未來的望遠(yuǎn)鏡能發(fā)現(xiàn)這些天體。我們進(jìn)一步研究了在雙星的潮汐瓦解機(jī)制下銀心大質(zhì)量黑洞周圍

4、的脈沖星分布，我們發(fā)現(xiàn)這些脈沖星比S星更靠近黑洞，在1500kmS1的超高速脈沖星。我們模型得到的相對(duì)小的脈沖星數(shù)目可能部分解釋了觀測(cè)為何未能在銀心發(fā)現(xiàn)脈沖星。下一代望遠(yuǎn)鏡，女13SKA等，則可能在該區(qū)域發(fā)現(xiàn)數(shù)顆至數(shù)十顆脈沖星，為廣義相對(duì)論研究提供了優(yōu)良的探針。我們還研究了利用下一代望遠(yuǎn)鏡對(duì)大質(zhì)量黑洞周圍恒星軌道的觀測(cè)結(jié)果，來限制黑洞自旋的參數(shù)。我們研究了恒星觀測(cè)數(shù)據(jù)中可能存在的簡(jiǎn)并性問題，并探討如何打破這種參數(shù)簡(jiǎn)并性以更精確地限制黑洞