tremaine... · ˙ 9 +, % ˇ > ˘ ’ ˇ ˘ % > % ˙ ˘ ˇ. ˙ 9 +, % ˇ > ˘ ’ ˇ ˘ %...
TRANSCRIPT
������������� �������������������������
������������� ������� ��� �� ������ ������ ���������� ���� �����
�����!� �����"##$
� �������������������
% &�'( ���������������������������)�������� )��������������������� �������!��������� ������
% ��������������*������� +, �-��� ����������)�� ������������.����')�����"/)��0�0���)�� ������!�����������)�1�������.2 � 3 �/)�������������������������)���*���)����
% 1����������2 � 3 � ������� ������� ������� +, �)�&'#4$ ����������'#'5�0
�)����'##6'###���� �������������������� �������
����� ������� ��
'#'5 0�
����������� �����
�������
��������������������������
� �������������������
% &�'( ���������������������������)�������� )��������������������� �������!��������� ������
% ��������������*������� +, �-��� ����������)�� ������������.����')�����"/)��0�0���)�� ������!�����������)�1�������.2 � 3 �/)�������������������������)���*���)����
% 1����������2 � 3 � ������� ������� ������� +, �)�&'#4$
�����)����'#'5�0�)����'##6'###���� �����������������
��� �������
% 2 � 3 � ���������������������������� ��������������������� !�� ����������
� �������������������
% &�'( ���������������������������)�������� )��������������������� �������!��������� ������
% ��������������*������� +, �-��� ����������)�� ������������.����')�����"/)��0�0���)�� ������!�����������)�1�������.2 � 3 �/)�������������������������)���*���)����
% 1����������2 � 3 � ������� ������� ������� +, �)�&'#4$
�����)����'#'5�0�)����'##6'###���� �����������������
��� �������
% 2 � 3 � ���������������������������� ��������������������� !�� ����������
% ������2 � 3 � ������������ ����� ������ "65
� ����� ������� ���� ������
�!����� ������� "�
� �������������������
% &�'( ���������������������������)�������� )��������������������� �������!��������� ������
% ��������������*������� +, -��� ����������)�� ���� ��������.����')�����"/)��0�0���)�� ������!�����������)�1�������.2 � 3 �/)�������������������������)���*���)����
% 1����������2 � 3 � ������� ������� ������� +, �)�&'#4$
�����)����'#'5�0�)����'##6'###���� �����������������
��� �������
% 2 � 3 � ���������������������������� ��������������������� !�� ����������
% 2 � 3 � ������������ ����� ������ "65
% � ����������7!������ ����� ���� ���������� �� +, ������ ������ ����� .*�≈ #�8/��� ���9����� ��������
:�9� ������."##5/
; ��������."##5/
; ��������."##5/
�����
�����
� �������������������
% &�'( ���������������������������)�������� )��������������������� �������!��������� ������
% ��������������*������� +, -��� ����������)�� ���� ��������.����')�����"/)��0�0���)�� ������!�����������)�1�������.2 � 3 �/)�������������������������)���*���)����
% 1����������2 � 3 � ������� ������� ������� +, �)�&'#4$
�����)����'#'5�0�)����'##6'###���� �����������������
��� �������% 2 � 3 � ���������������������������� ����������������
����� !�� ����������% 2 � 3 � ������������ ����� ������ "65% � ����������7!������ ����� ���� ���������� �� +, ����
�� ������ ����� �� ���9����� ��������% �����9������������� +, � ���������������������� �����
.� ����� '<$4=�0�� �!����'<$</
� ��� ��������������9������������� +,
% ������������������������ ���>���� ������� �����'���� ���� ��
��� ��������.'<<4/
� ��� ��������������9������������� +,
% ������������������������ ���>���� ������� �����'���� ���� ��
% �������������������������� ���>��
� ��� ��������������9������������� +,
% ������������������������ ���>���� ������� �����'���� ���� ��
% �������������������������� ���>��
% ���� ���� �����������-
? ���� ���������0�0����>���������� ������ �9�����5#���
? 7!������������@A� �#��B!�#4������� �����"##��
? 7!������������� � ������� ���� �������������� ��������������
������� �������)6 � ��9��*����� ��� ����C� ��D�"�<�×'#'5 �B �� )��BD��'#B �
�
6 � ���� �� ��������������� ��������C� ����D'###��B �
� ��� ��������������9������������� +,
% ������������������������ ���>���� ������� �����'���� ���� ��
% �������������������������� ���>��
% ���� ���� �����������
% ������ ����������
� ���)�E9���9� F �������."##"/
• � ���� ��������:+!$!5#!'��
%��������������� ��� � ��� �� ����� �����A������
% � � ���������������� ��������������� �� ��� ��)� �� ������������)���������������)���9�!��9��� ����� �������� ����������
% �1��� ��� ������������&'!'#��� ��
���!���� �����
� ��� ��������������9������������� +,
% ������������������������ ���>���� ������� �����'���� ���� ��
% �������������������������� ���>��
% ���� ���� �����������
% ��������
����������� ����∆����� ���������∆G �9������������
2��c��
� ≡
ε H�#�##B ��������������������ε H��'#!4 �������������.���� ������������/ε D��#�#�8 �����������������������!���������.� ��9��*����� /���� ����ε D�#�5 ��������������������A������ ��������1�������� ����������ε D��#�4"5 ��������������������� ���� ����������������� ����
� ��� ��������������9������������� +,
% ������������������������ ���>���� ������� �����'���� ���� ��
% �������������������������� ���>��
% ���� ���� �����������
% ��������
% � ���������������������������������������������� ���������9��)��� ������� ����������� �� ������������������������������������
C��.'<B4/
� ��� ��������������9������������� +,
��
% ��� ��������������9������������1������
% ������������ ����� ��� �� ���������1����������� ���������������� ��������������������
% 1�������������� �����������������������
���
� ������������������ ��������������� ��������������������
0�� �!����.'<$</�I+������������������������ ��� �1������JIK����� ��������������� � �1�����!�� ��>��������������0�����+�����
������������� �9�� ���������� �����������������L �����������J
���������� ���������������������
% ��� ��������������� ������ �� ��>����.'#� ! '#$ �� ��/����? M �������������������� � ����������������� �����? � ��� ���������� ����9��������9��� +,
% 4#������������������� ���� ���� !����� �������������������-? "$����� �������� ��� �����? '#����� ����� ��� �����? 5����� �� ���� ��� ������? ��� ��� ��
% ������ �� � ���������������1������
M ����� ��� ���+�����% ����������� ������ �� ����� ���������� �� � N�.O/
% ����� ������������� �������#�#'����&'#������� ����&5×'#'$��� �&�×'#4�
� ��9��*����� ��� ��
% ����������������������������������������������� ����������������������������������������� �����
% ������� ����������������������
+�*� ������."##5/
+�*� ������."###/
M ����� ��� ���+�����
2r
GMdrd��
drdP ρρρρ−−−−====−−−−====
@�D�������ρ D� �����
@�� νσ"� ρ � νν D���� �� �����σ D��������� ��������
���
�����
M ����� ��� ���+�����
� ��� � ������."##"/
+�* ������."##5/
@�D�'��B�± #�B���
�D�#�B84�± #�##B
��D�'"��$�± ����� ���������
D�'###�± 4#�� ;
1�D��.'!/�D�'"��� ;
M ����� ��� ���+�����
Genzel et al. (2000)
% ������� �� �� �����D.'�B±#�4/×'#$��
����� �
������� ��������� ����������.:�� ������ F �� ��� "##'/
% �D.4�'±#�$/×'#$ ��
���� ���������� "�.+�*������"##5/�����D.5�5±#�8/×'#$ �
�
.� ��� � ������"##5/
% �������������� �� ���� ��������������'##�� ;
%C#D8�<±#�4� ��.G ������� ������"##5/
+�*� ������."###/
S2
, +:�4"�B% ����!��������� ����� ����������� � �� ����9��A�������������������&#�"���
% �D.5�<±#�'/×'#8 ��
% �� �� ����H�'#( ������� !����� ���
% � ������������� ��������������9�������� ������5'��±'�� ������� ������������<�5±#�5� � �����
% ������� �������� ��������������� ��� �� ��� ����������� �������8�'±#�"���� �� �8�"±#�"����
# �������������$%%&�'�( ����������������$%%%�
� ��� ����� ���������������� ��� ������
% ��� ��������������� �����������������������������.������ ������ ���� �������������/
% ������ ���������������!��������� ��������������������������� ��E.�)�/
% ������������������ �����������H�P .Q ���������������������������/��� � �������� �������������������������������σ .�� �����������������������/
% �������������������������������� ����+��R �σ" ����� ���
% ��� ���R ��������������.��������������)�������)��� ������� ������9/�9��������� !�� ������������
� ��� ����� ���������������� ��� �����
% � �������-
% ������!����������������������������
% ���������� ��������� ��9����������)� ���)���������������� �����)���0���� �����
% ��� �������-
% ������������������������ �����������������������
% ���S��9�� �9�����������!��� ����������������
% ��� ������ � ���� ������ � ����
�5'
�5"
, +:��B4�
+��� � ������."##5/�I�� ��J
��� �D�� �>����������D�� ���������� �D������ ���������� ������������
3 ���!�� ������� � ���� ���� ������ � ��% ������ ����→ ����������������E.�)�/
% ����� ������������)������ �� �������� ������������������ ��→� �������� >.C)*/
% ����� �� ���!��!�������������� �� ���������������→ ������ρ.C)*/D.��0/>.C)*/
% �����@������S��1�������∇"Φ∗D4π+ρ
% � ���������� �������� ����)�Φ=Φ∗−+���
% ��� ��������������������� ��������)>D')K),
% ��� ������������������������������������ Φ ���� �D')K)�� ������������������ ��������� ���� ��� ��>)������������������� ����� ����� �������� >
% ��� �9����� 9� ������������ ������������9����� ������������������ E.�)�/)�H�P)��� �σ ���������������
% �������)���0)����������������� ���� �*�χ"
% ����� ������ ���������� ������ �� ���� �� !����������������
�5"
% �������� ����� ����� ������.'<<B/
% �������� !����� �������.5�4±#�8/×'#$ �
�
% , � � ����������������� ����9��������������� ����� ��������� ����������
, +:�4"�B
��������������.'<<�/����������������������������������� ����� ������."##�/
R � M ������������������
� -����� � ���� -���������� � ��
� ����� ������."##�/
���� � �������9������'�( =�������! ���� ������ ���������9�������� ����� ���
Hubble Space Telescope 3”x3”Lauer et al. AJ 1998
3 pc
M �������������5'
� ����5'������ �������
% ���������������*��������������������+��R �σ"-
'�8, +:�4�<4
+��R �σ" .�����/������
'�4�B8
"�5, +:��'"B
"�B, +:�5''�
5�"�5'
5<���� ��� ��
% 5#!4#���� ������ ������������ ��� ������ ����)������������������ �������� ������� +,
% ���������������)� ���)��������������� ������
% ������ ���� �������� �0���&�'����'##� � ���&�'#4�������9��!� ��
0����)�Q ��������F �� ��9��*����� �.'<84/��������������������
I� ���**���������������������!������������ ������������������������ ����������9��������������������������������������������������������������� ������������)�������� ����� � �����������������������������������������9�����9������������1������ ���� ����������������J
P2P1
N
E
� ��������� R ���� ����M �����
���������.@"/
• ��������� ������.@"/������������������
% @"���������
% @"���������� ����������� ������������������.@5/
% ��������� ������@'������ ����
% ��������� ��������$T'#$ 0
�.�&#���
��/��� ���������
0����������.'<<B/
@'
� ������������������� U
% @'��� �@"����������� ��������)���������������� �����������@5
% �������� �������� ��� ��� �����������������������9������������������������ ���� @'��� �@"�� ������������������� ������ ����������� �������>�� ������������ ���������
% ����������� �������#)###������ ��������� ��� � ����� ���� ������������������ �����������&�'#B ×.'#$ �
���/����HH���
Q ���U
% ������� ���@'��� �@"����������
% ����������������������������������!������ =������� ��������������� ���
:�����������."##'/
R ������.'$�</
�5'
0.5” = 1.6 pc
% ��� ��������������������������� ��������� �� ����������������������� �����.M �� ����'<<�/
% ��� �����������@"=�@'����������� ��������� ��
@���� F �M �� ����."##5/
M ���������! �� �� � �% ���������������������������� ��������� ��������@")�������� ����� �� ���������
% ��������� �� ��������������)�������A������ ������9������������� ����������������� ��������������� � �������
% @'��������������������� �� ����������������=�������� ������9�������������� ���� ���������� �������� ������������������������������
% ��� ����� �� ������������������������������������������������� ���������
% ��!������� !����� ����'×'#B��
:���������������-
% ���������������� � ���������������
% 9���@"�������������������������.������ ���������� ����������� ���/
% 9���������� ���@'��� �@"���������� )��� � ����������� ��������.���S�������� ������/
% 9���@"��������� ���@'������ �����.������������ ����@"�����������@'/
������������������������������������������������ ���������
V �����F �� ��9�� ."##'/
The blue star cluster (P3)
STIS spectroscopy by
Bender, Kormendy,
Bower, Green, Thomas and
STIS Instrument Team (2005)
on blue nucleus
on background
blue nucleus
The blue source P3 at the center of P2 is a cluster of A-stars with age ~ 200 Myr, mass about 5000 Msun, and velocity dispersion
σ = 960 ± 106 km/s
Bender et al. (2005)
300 nm − eccentric disc PSF convolved P3 model
P3’s flattening is high and consistent with a disk seen at the same inclination as the larger P1+P2 eccentric disk: inclination ~ 55o
Modeling photometry and kinematics of P3, continued…
�� ��������."##�/
P3: observed kinematics vs thin disc model
• ����������@5�����5'������������� �������A������ �������������� ������ ����•The best fit is obtained for a point mass, i.e. a black hole of mass:
MBH ~ (1.1 – 2.5) x 108 M�
• A mass sphere of radius 0.03”=0.1 pc is 1-sigma off from the point-mass solution
• ���@5���������������������� �� ���� ����� !����������.9�����������U/% � �������@5���������� ����������������������������� ����������� ����% � ��������� ����� �@5��������������9����� ��������� ����� �� � �����@'��� �@")�'×'#B �
�
�� ��������."##�/
M ��, � � ��� ��
%'"���������.'#�����������)�"�� #S�/
% �������-
• R � M �������������������� M E� �.'#/�����3 � �."/�
• R � M ������� ���
• ����� !�� ������� ������ ������������������������ ��
• ����!�� ������� � ���� ���� ������ � ������������������!��!��������������� �����������
• ����� ������������������)���0���������)���� !����� ���
+��� � ������."##"/
+��� � ������."##"/
M ��� ���!��� ���������������
% � ���� ��� �����% ���� ��� �����% ������� ��� ������., � ��/° ������� ��� ������.�����/
% 5'���������9����� ����������� �����
%�&0�)����D'�#�±#�'8
% ���������� �����������������#��� � ����� ����
% ��������������9������� ������������������ ������.����������)������������/
% A��� � � .'<<5/
M �� ����������."##"/
M ��� ���!�������� ����������������
) � ���� ��� �����% ���� ��� �����% ������� ��� ������., � ��/° ������� ��� ������.�����/
% �&σ)���D4�#±#�5
% ���������� ���������������������H�#�5
% +��� � ������."###/)������� F ��������."###/
M �� ����������."##"/
M ��� ���!�������� ����������������
% ����� ����������� ����� ���������9�� �������� ��� �
% ����� ������ ���������9������������ �� ������������
% ����������9����� ��������� ���� ������ ��� �� �������������� �������.+��� � ������"###/�
% �����9��! ��� �� ��9��'5#��� �5##� � ���������������� ��0N��������
M �� ����������."##"/
���� �������� �������
M ��� ����� ��� �
� ���� ����εD#�'��� �������7!����������������������� +, )
ρ.� +, /�≈ "�× '#� ������5 .:�9� ������"##5/
ρ.� +, /�≈ .4�6 �/�× '#� ������5 .������"##5/
ρ.� +, /�≈ .��6 '#/�× '#� ������5 .��������������"##5/
:���������� ����������A��� � � ��� ����
ρ.�����/�≈ ."�! �/�× '#� ������5
9�����������������������������ε ≈ #�'�6 #�5 .�������������! �� ���������������� ��9��*����� ��� �A������ �����/
� �� � ����6 9����9� ��9
% ���������9���������� �������� ������ �� ��>�������"#!5#�������������������������'#$!'#< �
�
% �������������������� ����������� ������������ ������ �� ��>���������� �����
% ��∝ σ4 9��������������#�"!#�5�������
% ��������� ������ ���� �������������������9�������� � ����������������� �2 � 3 � ����ε ≈ #�'�! #�5�.W/
% ����� ���� �� �������������������� ��������������� ������2 � 3 �
� �� � ����6 9����9� ��S�� ��9
% 9��������������!� ������ ���9!� ����� ���������� ������ ������������U
% ����� ������� �������������9������������ ���������������������� ���������9�� �������� ���������������������U
% 9��������� !����� ���������������������� �9����������������������U
% 9����������������������������������!9��������������9����� ��� ����0E� � �.���� ������������� �#�'�������'##���/U
% 9������������� ����������������������2 � 3 �U