最近的观测黑洞(BH)的球标度关系通常报告正的红移演化,与高红移星系窝藏更多的质量黑洞比预期的本地关系。所有这些研究都集中在宽线类星体的BH质量估计维里估计的基础上单历元谱。由于样本的选择主要基于类星体的光度,黑洞-球丘关系中的宇宙散射引入了一个统计偏差,导致平均而言,在高红移的星系属性下,更大质量的黑洞(Lauer et al. 2007)。我们在这里强调了以前未被充分认识的统计偏差,这是由单历元维里BH质量估计值的不确定性和潜在的(真实的)BH质量函数的形状造成的,这导致平均高估了高质量端的真实BH质量(Shen et al. 2008)。我们证明,后者维里质量偏差可以贡献大量的BH质量在固定的凸起属性,可与劳尔等人观察到的过剩。维里质量偏置与劳尔等人的偏置无关,因此如果这两种偏置都起作用,它们可以在很大程度上(甚至完全)解释在高红移下观测到的BH质量过剩。
英文摘要:
Recent observations of the black hole (BH) - bulge scaling relations usually report positive redshift evolution, with higher redshift galaxies harboring more massive BHs than expected from the local relations. All of these studies focus on broad line quasars with BH mass estimated from virial estimators based on single-epoch spectra. Since the sample selection is largely based on quasar luminosity, the cosmic scatter in the BH-bulge relation introduces a statistical bias leading to on average more massive BHs given galaxy properties at high redshift (Lauer et al. 2007). We here emphasize a previously under-appreciated statistical bias resulting from the uncertainty of single-epoch virial BH mass estimators and the shape of the underlying (true) BH mass function, which leads to on average overestimation of the true BH masses at the high-mass end (Shen et al. 2008). We demonstrate that the latter virial mass bias can contribute a substantial amount to the observed excess in BH mass at fixed bulge properties, comparable to the Lauer et al. bias. The virial mass bias is independent of the Lauer et al. bias, hence if both biases are at work, they can largely (or even fully) account for the observed BH mass excess at high redshift.
The black hole - bulge mass relation of Active Galactic Nuclei in the Extended Chandra Deep Field - South Survey
我们目前的研究结果,以确定是否关系,建立在当地的宇宙,质量之间的超大质量黑洞(SMBHs)和他们的宿主星系是在更高的红移。我们在扩展的钱德拉深场南巡天中建立了一个结构良好的18个X射线选择的宽线活动星系核(AGN)样本,其中0.5 < z < 1.2。这个红移范围的选择,以确保HST成像是可用的,至少有两个过滤器,括号中的4000埃的休息,从而提供可靠的恒星质量估计的主机星系占年轻和年老的恒星星族。我们计算单历元,维里黑洞质量的光谱使用广泛的镁II发射线。基本上所有的星系在我们的样本中,它们的总恒星质量的内容同意非常好,考虑到他们的BH质量,与当地的关系,不活跃的星系和活跃的SMBH。我们进一步分解成凸起和磁盘组件分别与HST点扩散函数的充分知识的总恒星质量。我们发现,约80%的样本是符合本地的M_BH-M_Bulge关系,即使72%的宿主星系显示出盘的存在。特别是,凸起为主的主机更符合当地的关系比那些突出的磁盘。我们进一步讨论了可能的物理机制,能够建立从一个扩展的磁盘的恒星在随后的八个Gyrs的凸起的恒星质量。
Feeding compact bulges and supermassive black holes with low angular-momentum cosmic gas at high redshift
我们使用宇宙流体动力学模拟表明,一个显着的一部分气体在高红移罕见的大质量晕几乎径向下降到他们的中心在极短的时间尺度。这一过程导致了非常致密的膨胀的形成,其特定的角动量是5-30 $smaller than the average angular momentum of the baryons in the whole halo. Such low angular momentum originates both from segregation and effective cancellation when the gas flows to the centre of the halo along well defined cold filamentary streams. These filaments penetrate deep inside the halo and connect to the bulge from multiple rapidly changing directions. Structures falling in along the filaments (satellite galaxies) or formed by gravitational instabilities triggered by the inflow (star clusters)…
The two-phase formation history of spiral galaxies traced by the cosmic evolution of the bar fraction
我们研究了星系棒的演化和与磁盘和球体形成的放大宇宙学模拟的样本中的链接。我们的模拟样本集中在现今恒星质量在10^10-10^11兆太阳范围内的星系,在场和松散的群环境中,具有各种各样的质量增长历史。在我们的模型中,在z>1.5时,现在螺旋的祖先几乎不存在条形,它们仍然很罕见,而且通常太弱而无法观察到z~1。在这一特征时期之后,可观测到的强条的比例迅速上升,80%的旋涡星系中存在条,其中三分之二在z<0.5时很容易观测到。这与观测到的棒分数的红移演化是定量一致的。我们的模型预测,随着红移的增加,酒吧分数的减少应该继续与可观察到的酒吧1的分数<10-15% in disk galaxies at z>。我们的模型还预测了较低质量星系中稍后的酒吧形成,与现有数据一致。我们发现,酒吧形成的特征时代,即红移z~0.8-1,对应的时代,今天的螺旋获得其磁盘为主的形态。在更高的红移,盘倾向于被合并和引力不稳定性迅速破坏,很少发展出明显的棒。棒形成时期对应于螺旋星系形成的早期“剧烈”阶段(z>1)和晚期“长期”阶段(z<0.8)之间的过渡。在长期阶段,酒吧的存在大大有助于增长的隆起,但隆起的质量预算仍然占主导地位的合并,相互作用和磁盘的不稳定性在高红移的贡献。z>1时的早期棒通常是短暂的,而z<1时形成的大多数棒一直持续到z=0,晚期宇宙学气体的注入是维持其中一些棒的必要条…
Uncertainty Quantification of the Virial Black Hole Mass with Conformal Prediction
ARC Centre of Excellence for All Sky Astrophysics in 3 Dimensions (ASTRO 3D)(三维全天天体物理ARC卓越中心(ASTRO 3D));Macquarie University(麦考瑞大学);CSIRO(澳大利亚联邦科学与工业研究组织);The Australian National University(澳大利亚国立大学)