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Determination of the intrinsic scatter in the M–σ and M–L relations

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English Summary

This paper focuses on the study of scaling relations between black hole mass and host galaxy velocity dispersion or luminosity, known as M–σ and M–L relations. The intrinsic scatter in these relations is crucial for understanding coevolution of galaxies and central black holes. G¨ultekin et al. (2009b) used a generalized maximum likelihood method to derive improved versions of the scaling relations with an intrinsic scatter component, finding that M–σ and M–L relations have standard deviations ǫ0 = 0.44 ± 0.06 and ǫ0 = 0.38 ± 0.09 respectively. When considering only ellipticals, the intrinsic scatter decreases to ǫ0 = 0.31 ± 0.06. The paper highlights that assumptions about error distribution in black hole mass measurements and intrinsic scatter do not significantly alter these conclusions. Furthermore, it emphasizes that deriving number density of largest black holes depends on this effect, leading to potential bias in studies of scaling relations evolution (Lauer et al., 2007).

Key Technical Terms

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View Original Excerpt (English)

Co-Evolution of Central Black Holes and Galaxies Proceedings IAU Symposium No. 267, 2009 c⃝2009 International Astronomical Union B.M. Peterson, R.S. Somerville, & T. Storchi-Bergmann, eds. DOI: 00.0000/X000000000000000X Determination of the intrinsic scatter in the M–σ and M–L relations Kayhan G¨ultekin1 1Department of Astronomy, University of Michigan, 500 Church Street, Ann Arbor, MI, 48109, USA E-mail: kayhan@umich.edu Abstract. We derive improved versions of the relations between supermassive black hole mass (MBH) and host-galaxy bulge velocity dispersion (σ) and luminosity (L) (the M–σ and M–L relations), based on ∼50 MBH measurements and ∼20 upper limits. Particular attention is paid2009 to recovery of the intrinsic scatter (ǫ0) in both relations. We find the scatter to be significantly larger than estimated in most previous studies. The large scatter requires revision of the local black hole mass function, and it implies that there may be substantial selection bias in studiesDec of the evolution of the M–σ and M–L relations. When only considering ellipticals, the scatter 21 decreases.measurementTheseerrorsresultsand theappeardistributionto be insensitiveof intrinsictoscatter.a wide Werangealsoofinvestigateassumptionsthe abouteffects theon the fits of culling the sample according to the resolution of the black hole’s sphere of influence. Keywords. galaxies: elliptical and lenticular, galaxies: bulges, black hole physics, methods: statistical. 1. Overview The M–L and M–σ relations — the relations between a black hole’s mass and the host galaxy’s (bulge) luminosity, L, or velocity dispersion, σ — strongly suggest a fundamen- tal link between galaxy and black hole (BH) evolution (Dressler 1989; Kormendy 1993;[astro-ph.CO] Magorrian et al. 1998; Gebhardt et al. 2000; Ferrarese & Merritt 2000). In this contribu- tion to the proceedings, we discuss recent developments in the study of these relations and how they relate to coevolution of black holes and galaxies. Fundamental to the un- derstanding of the M–σ and M–L relations is the measurement of the relation’s…

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한글 요약 (Korean Summary)

이 논문은 블랙홀 질량과 숙주 은하 속도 분산 또는 광도 (M -σ 및 M – L 관계) 사이의 스케일링 관계에 대한 연구에 중점을 둡니다. 이러한 관계에서 본질적인 산란은 은하와 중앙 블랙홀의 공동 진화를 이해하는 데 중요합니다. G¨ultekin et al. (2009b)은 일반화 된 최대 가능성 방법을 사용하여 고유 스포츠 성분과 스케일링 관계의 향상된 버전을 도출하여 M – σ 및 M – L 관계가 각각 표준 편차 ǫ0 = 0.44 ± 0.06 및 ǫ0 = 0.38 ± 0.09를 갖는 것을 발견했습니다. 타원형 만 고려할 때, 고유 산란은 ǫ0 = 0.31 ± 0.06으로 감소합니다. 이 논문은 블랙홀 질량 측정 및 고유 산란의 오차 분포에 대한 가정이 이러한 결론을 크게 바꾸지 않는다는 것을 강조합니다. 또한, 가장 큰 블랙홀의 수 밀도 가이 효과에 의존하여 스케일링 관계 진화 연구에서 잠재적 인 편견을 초래한다는 점을 강조한다 (Lauer et al., 2007).

주요 기술 용어 (한글 설명)

  • M–σ relation
    설명 (Korean): 초대형 블랙홀 질량과 숙주 은하 속도 분산 사이의 관계. 은하와 중앙 블랙홀의 공동 진화를 이해하고 가장 거대한 블랙홀의 우주 밀도를 추정하는 것이 중요합니다.
    (Original English: The relation between supermassive black hole mass and host galaxy velocity dispersion. It is crucial for understanding coevolution of galaxies and central black holes, as well as estimating cosmic density of the most massive black holes.)
  • M–L relation
    설명 (Korean): 초대형 블랙홀 질량과 숙주 은하 광도 사이의 관계. 은하의 중앙 블랙홀 질량을보다 쉽게 ​​측정 할 수있는 속도 분산에서 추정하는 데 도움이됩니다.
    (Original English: The relation between supermassive black hole mass and host galaxy luminosity. It helps estimate a galaxy’s central black hole mass from more easily measured velocity dispersion.)
  • Intrinsic scatter (ǫ0)
    설명 (Korean): 물리적 양 사이의 기본적 연결을 측정하는 로그 덩어리의 표준 비판은 주어진 속도 분산 또는 벌지 광도의 은하에서 BH 질량 범위, 이론의 우주 밀도 및 진화 연구의 재생산을 포함하여 여러 가지 이유로 필수적입니다.
    (Original English: The standard devvation in logarithmic mass that measures the fundamental link between physical quantities, essential for several reasons including range of BH masses in galaxies of given velocity dispersion or bulge luminosity, reproducing cosmic density of theories and evolution studies.)

발췌문 한글 번역 (Korean Translation of Excerpt)

중앙 블랙홀 및 은하 절차의 공동 진화 IAU 심포지엄 No. 267, 2009 C ⃝2009 국제 천문학 연합 B.M. 피터슨, R.S. Somerville, & T. Storchi-Bergmann, eds. doi : 00.0000/x0000000000000000x M – σ 및 M – L 관계에서의 고유 산란 결정 Kayhan G¨ultekin1 1 미시간 대학교, 500 교회 거리, 앤아버, 48109, 미국 e-mail : kayhan@umich.edu 초록. 우리는 ~ 50 MBH 측정 및 ~ 20 개의 상위 한계를 기반으로 초대형 블랙홀 질량 (MBH)과 호스트-갤럭시 벌지 속도 분산 (σ)과 광도 (L) (M – σ 및 M – L 관계) 사이의 개선 된 버전을 도출합니다. 두 관계에서 고유 산란 (ǫ0)의 회복에 특히주의를 기울입니다. 우리는 산란이 대부분의 이전 연구에서 추정 된 것보다 크게 더 크다고 생각합니다. 큰 산란은 국소 블랙홀 질량 기능의 수정이 필요하며, M -σ 및 M – L 관계의 진화에 대한 연구 DEC에 상당한 선택 바이어스가있을 수 있음을 의미합니다. 타원형을 고려할 때, 산란 21은 감소합니다. 키워드. 은하 : 타원형 및 렌즈, 은하 : Bulges, Black Hole Physics, Methods : 통계. 1. M – L 및 M – σ 관계에 대한 개요- 블랙홀의 질량과 호스트 갤럭시 (bulge) 광도, L 또는 속도 분산, σ- 갤럭시와 블랙홀 (BH) 진화 (Dressler 1989; Kormendy 1993; [Astro-ph.co] 1998; gebhardt et al. 1998; Ferrarese & Merritt 2000). 이 절차에 대한 이러한 기여에서, 우리는 이러한 관계에 대한 연구에서 최근의 발전과 그들이 블랙홀과 은하의 공동 발전과 관련된 방법에 대해 논의합니다. M – σ 및 M – L 관계를 이해하지 못하는 것은 관계의 측정입니다.

Source: arXiv.org (or the original source of the paper)

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