20257.銀河系中心大質量黑洞附近恒星動力學的相關研究

1、國密級：中國科學院大學Universi坶ofChineseAcademyofSciences博士學位論文2013年4月摘要銀河系中心作為最近的星系中心，為我們提供了一個獨一無二的研究星系中心大質量黑洞及其周圍環(huán)境相互作用的窗口。對銀心多個恒星運動軌道的長時間監(jiān)測發(fā)現銀河系中心存在一個4X106％的黑洞。在銀心大質量黑洞的周圍存在許多年輕恒星。這些年輕恒星和大質量黑洞的相互作用應該與銀心S星及銀河系暗暈中年輕超高速星的形成機制密切相關。我

2、們發(fā)現目前銀暈發(fā)現的超高速星的空間分布位于兩個薄盤上，且這兩個盤面方向與靠內的順時旋轉恒星盤(CWS盤)，和外部的小旋臂北臂結構或CWS盤的外部扭曲部分相一致。我們采用不同的動力學模型研究了超高速星的速度分布。我們發(fā)現在小擾動模型下的雙星潮汐瓦解能產生與觀測一致的速度分布。然而由觀測到的超高速星的速度分布在統計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量黑洞周圍的潮汐瓦解機制聯系起來，并據此研究它們的

3、起源問題。我們發(fā)現若要產生與觀測相一致的超高速星與S星的數量比，則在銀心的初始質量分布函數應該是Top—Heavy的，而且斜率為一16左右。我們的模型還得到在銀一L4000AU內應該還有一50個低質量S星，其中最靠近黑洞的S星軌道半長徑為300—1500AU，而且近心距為10—200AU；同時在銀河系核球／暈中應該有20—40顆大質量的超高速星。我們期望未來的望遠鏡能發(fā)現這些天體。我們進一步研究了在雙星的潮汐瓦解機制下銀心大質量黑洞周圍

4、的脈沖星分布，我們發(fā)現這些脈沖星比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小的脈沖星數目可能部分解釋了觀測為何未能在銀心發(fā)現脈沖星。下一代望遠鏡，女13SKA等，則可能在該區(qū)域發(fā)現數顆至數十顆脈沖星，為廣義相對論研究提供了優(yōu)良的探針。我們還研究了利用下一代望遠鏡對大質量黑洞周圍恒星軌道的觀測結果，來限制黑洞自旋的參數。我們研究了恒星觀測數據中可能存在的簡并性問題，并探討如何打破這種參數簡并性以更精確地限制黑洞