중간질량블랙홀

중간질량블랙홀(Intermediate-mass blackhole, IMBH)는 항성질량블랙홀(stellar-mass blackhole)과 초대질량블랙홀(Super-massive blackhole, SMBH)사이에 위치하는 질량을 가진 블랙홀이다.
그에 대응되는 질량은 대략 \(100 \sim 10^5 M_{\odot}\) 범위를 가진다.

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중간질량블랙홀의 기원(Origin of IMBHs)

1. 구상성단(Globular cluster, GC) 내부에서 별과 밀집성(Compact object)가 병합한 후, 저질량블랙홀이 점차 성장하여 형성된다.

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중력파 반동과 중간질량블랙홀(Gravitational wave recoil and IMBHs)

중간질량블랙홀은 중력파 반동 과정에 의해서 구상 성단 내에서 탈출할 수 있다. 그 과정은 아래와 같다.

1. 구상성단 내부에서 중간질량블랙홀 형성: 여러 개의 항성질량블랙홀이 병합을 반복하면서 중간질량블랙홀로 성장한다.
   
2. 블랙홀 병합 시 중력파 방출: 항성질량블랙홀이 병합될 때마다 중력파가 방출된다. 특히, 질량과 스핀의 비등방성으로 비대칭적인 중력파가 방출된다.
   
3. 중력파 반동으로 인해 블랙홀에 킥속도 부여: 여러 개의 항성질량블랙홀이 병합하고 남은 중간질량블랙홀은 수백~수천 km/s의 속도로 튕겨 나가듯 중력파에 의한 반동을 받는다.
   
4. 성단의 탈출 여부: 구상성단의 전형적인 탈출속도는 30-100km/s 정도이다. 만약 중력파 반동으로 인해 중간질량블랙홀이 받는 킥속도가 탈출속도보다 크다면 중간질량블랙홀은 성단에서 이탈한다.
   
   • 시사점: 이런 이탈 메커니즘은 질량이 작은 중간질량블랙홀이 더 큰 중간질량블랙홀 성장하는데 방해가 될 수 있다.