Masses and Accretion Rates of Supermassive Black Holes in Active Galactic Nuclei from the INTEGRAL Survey
本文对INTEGRAL天文台在银道面外（|b| > 5度）硬X射线能带（17-60 keV）观测到的活动星系核（z<0.15）附近的68个超大质量黑洞（SMBH）的质量进行了估算。SMBH质量与（1）恒星核球的红外光度（来自2 MASS数据）和（2）宽发射线的特征（来自RTT-150数据）之间的众所周知的关系已经被使用。与更准确的SMBH质量估计的混响映射技术和直接的动态测量的比较也取得了几个对象。从与隆起光度的相关性中得到的SMBH质量比其他方法的估计要系统地高。对所有活动星系核，都发现了辐射光度与临界爱丁顿光度的比值。对于绝大多数对象，它的范围从1%到100%。
2012-10-23 astro-ph.CO
The broad Fe Kα line and supermassive black holes
在这里，我们提出了一些最重要的观测和理论研究的广泛的Fe Kα谱线，这被认为是起源于相对论吸积盘的最内部区域周围的中央超大质量黑洞的星系的概述。最重要的结果，我们在这一领域的调查也被列出。所有这些研究表明，宽Fe Kα线是研究超大质量黑洞性质（如质量和自旋）、黑洞附近时空几何（度规）、黑洞吸积物理、探测其强引力场效应以及检验广义相对论某些预言的有力工具。
2011-12-01 astro-ph.CO
Exploring the effects of pressure on the radial accretion of dark matter by a Schwarzschild supermassive black hole
基于固定Schwarzschild背景时空下含时相对论Euler方程的数值解，我们估计了径向流向服从理想气体状态方程的测试理想流体视界的吸积速率.我们探讨的吸积率的初始密度的流体的各种值的流入速度，以调查是否足够任意的初始条件允许一个稳态吸积过程取决于压力的值。我们将我们的结果外推到流体对应于暗物质和黑洞是一个超大质量黑洞种子的情况。然后，我们估计的状态方程参数，提供了一个稳定的状态吸积过程。我们发现，当压力的暗物质是零，黑洞的质量增长的值是数量级以上的$10^{9}M_{\odot}$在10 Gyr的流逝，而在吸积的理想气体暗物质与非零压力的情况下，吸积的质量可以是$\sim 1M_{\odot}/10Gyr$的顺序为$10^{6}M_{\odot}$。这意味着如果超大质量黑洞附近的暗物质获得了一个具有非平凡压力的状态方程，那么即使只考虑径向吸积，吸积暗物质对超大质量黑洞生长的贡献也可能很小。
2011-03-28 astro-ph.CO astro-ph.GA
Measuring spin of a supermassive black hole at the Galactic centre -- Implications for a unique spin
我们确定的自旋的超大质量黑洞的背景下discseismology通过比较新检测到的准周期振荡（QPO）的无线电发射在银河系中心，人马座A*（Sgr A*），以及红外和X射线发射与银河系黑洞。我们发现Sgr A* 和银河系X射线源中黑洞的自旋参数都有一个独特的值$\approx 0.44$，这个值小于一般公认的超大质量黑洞的自旋参数值，这为超大质量黑洞的生长过程中黑洞的角动量提取提供了证据.我们的研究结果表明，自旋参数接近平衡值，其中通过吸积的自旋上升是平衡的自旋下降通过Blandford-Znajek机制，无论其初始自旋。我们期望利用QPO测量黑洞的自旋将为探索宇宙中黑洞的演化打开一个新的窗口。
2010-01-23 astro-ph.CO astro-ph.GA
Formation of Primordial Supermassive Stars by Rapid Mass Accretion
通过非常快速的质量吸积（Mdot >~ 0.1 Msun/yr）形成的超大质量恒星（SMS）可能是观测到的红移超过约6的超大质量黑洞的前兆。在此，我们扩展了我们以前的工作，研究了原始恒星在这种快速质量吸积下的演化，直到恒星质量达到10^{4 - 5} Msun。我们的恒星演化计算表明，恒星在经过“超巨星原恒星”阶段时会变得超大质量，此时恒星有一个非常膨胀的外壳和一个收缩的内核。恒星半径随恒星质量单调增加，直到M_* >~ 10^4 Msun =~ 100 AU，之后恒星开始缓慢收缩。由于半径很大，在快速吸积过程中，有效温度总是低于10^4 K。因此，吸积物质对恒星辐射几乎是完全透明的。只有当M_* >~ 10^5 Msun时，恒星紫外反馈才能起作用，并干扰质量吸积流.我们还研究了吸积SMS的脉动稳定性，表明脉动驱动的质量损失并不能阻止恒星质量的增长。膨胀的SMS的观测特征应该可以用未来的观测设施（如詹姆斯韦伯太空望远镜）检测到。我们的结果预测，吸积SMS的内核应该遭受广义相对论不稳定性后不久，恒星质量超过10^5 Msun。一个极其巨大的黑洞应该在内核坍塌后形成。
2013-10-14 astro-ph.CO astro-ph.SR
Supermassive Seeds for Supermassive Black Holes
最近对由z > 7的超大质量黑洞（SMBH）驱动的类星体的观测限制了初始种子质量和早期宇宙中最大质量黑洞（BH）的生长。在这里，我们阐明了辐射反馈的影响，从早期几代的恒星和BH吸积流行的模型的形成和生长的种子BH。我们表明，通过适当地考虑（1）从早期恒星形成和辐射反馈的宇宙学模拟中推断的合并在生长种子黑洞中的有限作用，（2）在最早的时候预期的黑洞的亚爱丁顿吸积率，（3）根据高红移活动星系核的观测结果推断的最大质量黑洞的大辐射效率（e_rad）（e_rad > 0.1），我们得出结论，最初的BH种子可能有大于10^5 M_Sun的质量。这对粒子群III种子模型提出了强烈的挑战，该模型要求种子质量为~ 100 M_Sun，即使有恒定的爱丁顿限制吸积，也需要e_rad < 0.09来解释今天标准Lambda CDM宇宙学模型中最高z的SMBH。然而，这与SMBH种子形成的直接坍缩方案的预测是一致的，在该方案中，超大质量原始恒星在宇宙中具有高分子离解背景辐射场的区域形成，并直接坍缩成10^4- 10^6 M_Sun种子BH。这些结果证实了最近的宇宙学模拟和观测活动，这些活动表明，这些大质量的黑洞是今天居住在星系中心的大部分SMBH的种子。
2013-05-18 astro-ph.CO
On rapid migration and accretion within disks around supermassive black holes
由于恒星演化、微小的合并和引力动力学摩擦，星系核应该在中心超大质量黑洞附近包含一个恒星和致密天体的星团。通过与原行星迁移类比，核团天体（NCO）可以在吸积盘中迁移，通过与盘气体交换角动量来为活动星系核提供动力。在这里，我们表明，一个单独的NCO进行失控向外迁移相媲美的III型原行星迁移可以产生相应的Seyfert活动星系核或类星体光度的吸积率。活动星系核盘中的多个迁移的NCO可以主导传统的粘性盘吸积，并且在大的盘半径下，系综NCO迁移和吸积可以提供足够的加热，以防止引力不稳定性在恒星形成中消耗盘气体。在Seyfert AGN中观测到的0.1- 1 keV的X射线软过剩的大小和能量可以用一个小的~10^{2}-10 ^3}的吸积恒星质量的黑洞或几个ULX来解释。因此，活动星系核盘中的NCO迁移和吸积是添加到活动星系核盘真实模型中的极其重要的机制。
2011-08-08 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Accretion, Growth of Supermassive Black Holes, and Feedback in Galaxy Mergers
超级爱丁顿吸积在增加黑洞的质量方面非常有效：如果不考虑反馈效应，在爱丁顿时间的一小部分内，它的质量可以增长到任意大的值。然而，由于超爱丁顿吸积的辐射效率很低，人们反对它作为类星体黑洞生长的主要过程，因为观测限制了类星体黑洞的平均吸积效率为$\ga 0.1$。在本文中，我们表明，观测约束不需要被违反，如果类星体中的黑洞经历了两个阶段的增长过程：与短的超爱丁顿吸积过程中，他们得到他们的质量膨胀了一个非常大的因素，直到反馈过程变得重要，然后与一个长期的子爱丁顿吸积过程中，他们有他们的质量增加了一个因素$\ga 2$。这个两阶段过程的总平均效率是$\ga 0.1$，并且很容易用红移6来解释$10^9 M_\odot$黑洞的存在。简要讨论了超爱丁顿吸积相存在的观测检验。
2012-05-02 astro-ph.CO gr-qc
Accretion onto supermassive and intermediate mass black holes in cosmological simulations
针对宇宙学模拟中黑洞吸积建模的动态范围和理论不确定性问题，提出简单灵活的参数化方法，结合贝叶斯正向建模，更新吸积处方并添加未解析吸积盘模型，揭示不同质量黑洞吸积差异及合并特征。
2025-08-26 astro-ph.CO astro-ph.GA
Accretion from Winds of Red Giant Branch Stars May Reveal the Supermassive Black Hole in Leo I
最近通过动力学测量在矮星系狮子座I的中心发现了一个$\sim 3\times 10^6 \, \rm M_\odot$的超大质量黑洞。这个SMBH比标准的比例关系高出$\sim 2$几个数量级，它所在的星系没有气体，在最后一个$\sim 1$ Gyr中也没有显著的恒星形成。这一发现可能会深刻影响黑洞及其宿主的形成模型。我们建议，风从人口的$\sim 100$演化恒星的SMBH的邦迪半径内产生一个相当大的吸积率，与爱丁顿比之间的$9\times10^{-8}$和$9\times10^{-7}$，取决于恒星质量损失的值。这些速率是典型的SMBHs吸积在对流为主的吸积流（ADAF）模式。预测的微波光谱峰值位于$\sim 0.1-1$ THz（$300-3000 \, \mathrm{μm}$），并且根据吸积率的不同，在较高能量下表现出显着变化。我们预测的无线电流量$\sim 0.1$ mJy在$6$ GHz，轻度依赖于吸积属性。钱德拉，VLA和ALMA的深度成像可以确认这种SMBH的存在并限制其吸积流。
2022-10-31 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Toward Black Hole Stars: supermassive black hole growth in nuclear clusters via stellar-object and gas accretion
Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）；Sorbonne Université（索邦大学）；University of Oxford（牛津大学）
研究提出通过恒星-物体和气体吸积在核团中形成超大质量黑洞的机制，预测高红移下的潮汐破坏事件率，并解释其对星系核形成的影响。
2026-03-17 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Formation of supermassive stars in the first star clusters
超大质量恒星的形成被认为是形成大质量黑洞种子的重要中间步骤，这些种子成为超大质量黑洞，为早期宇宙中观察到的类星体提供动力。数值模拟表明，当原恒星的吸积速率高于$\sim10^{-2}$ M $_\odot$ yr $^{-1}$，并且碎裂在pc尺度上受到抑制时，超大质量恒星可以在原子冷却晕中形成。然而，仍然不确定的是，当较小尺度的碎片发生时，是否仍然会出现超大质量恒星，而不是形成星团。在这项工作中，我们探讨的问题，由于碰撞和吸积在低金属量的星团的相互作用，大规模的对象形成。我们模拟了一个小的嵌入式集群的吸积原恒星亚秒差距尺度破碎的原始气体云的崩溃过程中，并遵循其演变进行$N$体加流体动力学模拟。我们的研究结果表明，超大质量恒星与10 $^3$和10 $^4$ M $_\odot$总是形成由于相互作用的碰撞和吸积，在某些情况下，这些对象是一个双星系统的一部分。由此产生的超大质量恒星被数十颗较小的恒星包围，这些恒星的典型质量在$1$ - $100$ M $_\odot$范围内。
2023-03-14 astro-ph.CO astro-ph.GA
Feedback by supermassive black holes in galaxy evolution: impacts of accretion and outflows on the star formation rate
我们描述了一个物理模型的外流产生的气体吸积到黑洞上，并由此产生的变化，恒星形成率和效率的星系，使用无线电SAGE半解析星系形成模型。结果表明，星系外流率与SFR的比值主要受黑洞质量和维里晕质量的影响，并且在低质量黑洞质量时，SFR大于外流率.该模型一致地再现了观测到的恒星形成率密度从z = 6到z = 0的演化，以及恒星质量-晕质量关系的趋势。我们展示了在不同红移下AGN反馈对大质量星系生长的影响。我们发现反馈在最大质量的星系晕中普遍存在，抑制了冷却灾难。
2019-03-26 astro-ph.CO astro-ph.GA
Suppressing hot gas accretion to supermassive black holes by stellar winds
我们认为，Bondi吸积过程的基本假设之一，吸积对象有零压力，可能不成立，在许多星系，因为恒星的恒星风所施加的压力，中央超大质量黑洞（SMBH）。因此，Bondi吸积不能用在这些情况下，例如NGC 3115星系。这些高速恒星的风被冲击到高于星系维里温度的温度，导致在中心附近形成一个大小约为0.1-10 pc的热泡。这种热气泡可以大大降低SMBH的质量吸积速率。如果热气泡的密度低于星际介质（ISM）的密度，则形成密度反转层。随着气体在X射线辐射中失去能量，最终更多的冷却冲击恒星风将被吸积到SMBH中。这一吸积将是冷团块。因此，经过数百万年的活动星系核低活动期后，活动星系核将发生更强的活动，这将加热并排出气体，就像冷却流团一样。除了Bondi过程的其他问题外，我们的研究结果还表明Bondi吸积与星系和小星系群中冷却流以及星系形成过程中AGN的反馈无关。
2013-08-22 astro-ph.CO astro-ph.GA
Episodic Random Accretion and the Cosmological Evolution of Supermassive Black Hole Spins
位于宿主星系中心的超大质量黑洞的生长主要来自于气体的吸积，但如何为它们提供燃料仍然是类星体演化中一个悬而未决的问题。这个问题可以通过将辐射效率参数（$η$）量化为红移的函数来阐明，这也提供了对BH的平均自旋及其随时间的可能演化的约束。我们推导出一个形式主义链接$η$与光度密度，BH质量密度，占空比的类星体，数量，我们可以估计从现有的类星体和星系的调查数据。我们发现$η$具有很强的宇宙学演化：在z~2处为$η\approx 0.3$，到$z\approx 0$时下降了一个数量级，为$η\approx 0.03$ .我们解释这种趋势的演变BH自旋，我们呼吁情节，随机吸积的机制，减少自旋。观测到射电强的类星体的比例随着红移的增加而减少，这与流行的观点不一致，即BH自旋是产生强射电喷流的关键因素。与以前的研究一致，我们表明，推导出的历史BH吸积密切遵循恒星形成的宇宙历史，与其他证据，BH和他们的宿主星系共同进化一致。
2009-04-13 astro-ph.CO astro-ph.GA
Gas Accretion onto a Supermassive Black Hole: a step to model AGN feedback
利用三维SPH程序GADGET-3，在0.1-200 pc尺度上研究了气体在超大质量黑洞（SMBH）上的吸积.首先，我们测试我们的代码与球对称，绝热邦迪吸积问题。我们发现，我们的模拟可以重现预期的邦迪吸积流非常好的时间有限，直到外边界的影响开始可见。我们还发现，由于人工粘性的SPH的内吸积边界附近的气体的人工加热。其次，我们实现辐射冷却和加热由于X射线，并检查由中央X射线源的热反馈的影响。当中心X射线亮度较低时，吸积流基本上遵循Bondi解，但当中心X射线亮度较大时，吸积流由于热不稳定性而开始出现非球形碎裂，当中心X射线亮度较大时，吸积流出现较强的整体外流。冷气体发展出落入中央SMBH的对流结构，而热气体则试图通过冷细丝之间的通道逃逸。这种吸积气体的分裂可以帮助活动星系核周围云的形成，诱导恒星的形成，并有助于观测到的窄线区域的变化。
2012-01-11 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
The origin of supermassive black holes at cosmic dawn
本研究通过分析暗物质晕与黑洞联合势下的球对称吸积过程，提出黑洞吸积分低、高两个阶段，第二阶段快速增长可解释宇宙黎明时期超大质量黑洞的存在，且吸积多为亚爱丁顿状态，短暂超爱丁顿阶段无辐射反馈阻碍。
2024-04-11 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Composite profile of the Fe K$α$ spectral line emitted from a binary system of supermassive black holes
采用相对论性的超大质量黑洞吸积盘模型，基于Kerr度规的射线追踪方法，研究了双星系统中两个吸积盘围绕超大质量黑洞发射的复合Fe K $α$线的变化.我们假定这类双星的轨道近似为开普勒轨道，并模拟了不同轨道根数、吸积盘参数和组分质量比时的合成线形。结果表明，如果在某些SMBH双星的不同轨道相位的光谱中观测到这种复合Fe K $α$谱线轮廓，可以用来约束这类SMBH双星的轨道和一些性质.
2013-11-04 astro-ph.CO astro-ph.HE
Hot versus Cold: the Dichotomy in Spherical Accretion of Cooling Flows onto Supermassive Black Holes in Elliptical Galaxies, Galaxy Groups and Clusters
在椭圆星系、星系群和星系团中，来自活动星系核的反馈加热通常被用来抑制热气体中的冷却流。以前的研究主要集中在活动星系核反馈是否以及如何加热气体，但很少关注其触发机制。使用球对称模拟，我们研究如何大规模的冷却流吸积的中央超大质量黑洞（SMBHs）在8个观测良好的系统，并发现一个有趣的二分法。在大质量星系团中，气体在大约1亿-3亿年的冷却时间内发生中心冷却灾难，导致冷模吸积到SMBH上。然而，在我们的四个模拟系统的集团和星系尺度上在低金属丰度Z=0.3 Z_{sun}，气体迅速解决到一个长期的状态，具有一个尖形的中心温度分布延伸到几十到约100 pc。在更真实的太阳金属丰度下，两个集团（R_{e} ~ 4 kpc）仍然存在长期热模吸积。这两种吸积模式自然出现在我们的理想化计算中，其中只考虑冷却，气体流入和压缩加热。长期的热模吸积是由这些过程的时间尺度之间的快速建立的接近性维持的，最好是在低气体密度，低气体金属丰度的系统中，重要的是，紧凑的中心星系，这导致在中间半径处的强引力加速度和压缩加热。我们的计算预测，中央尖点温度分布更经常出现在较小的系统比星系团，而不是往往主机显着的冷气体和恒星的形成。
2013-11-16 astro-ph.CO astro-ph.HE
Resolving the Bondi Accretion Flow toward the Supermassive Black Hole of NGC 3115 with Chandra
气体在超大质量黑洞（SMBH）上进行Bondi吸积时，半径越小，温度越高。我们通过钱德拉对NGC 3115中的热气体的观测来寻找这个特征，光学观测表明它具有非常大的SMBH。我们的分析表明，我们正在解决，为第一次，吸积流动内的邦迪半径的SMBH。我们表明，温度上升对星系中心的预期在所有的吸积模型中，黑洞是引力捕获周围的气体。没有一个硬中心点源能引起如此明显的温度上升。这些数据支持邦迪半径约为4角秒~ 5角秒（188-235秒差距），表明SMBH为2 × 10^9太阳质量，这与光学结果的上限一致。Bondi半径内的密度分布具有幂律指数1.03^{+0.23}-0.21}，这与气体从周围介质的过渡和吸积流相一致。Bondi半径处的吸积速率为{ \dot M}_B = 2.2 × 10^{-2} M_sun_yr^{-1}。因此，在Bondi半径（10^{44} erg s^{-1}）处具有10%辐射效率的吸积光度比原子核的X射线光度上限高出约6个数量级。
2011-07-26 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Dark-to-black super accretion as a mechanism for early supermassive black hole growth
Universitat de València（瓦伦西亚大学）；Universidad de Guanajuato（瓜纳华托大学）；Universidad Nacional Autónoma de México（墨西哥国立自治大学）
本文提出暗物质到黑洞的超吸积机制，通过标量场吸积使早期黑洞快速生长，为探索暗物质性质提供新途径。
2026-02-17 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Rapidly Accreting Supergiant Protostars: Embryos of Supermassive Black Holes?
超大质量恒星的直接坍缩是早期宇宙中产生超大质量黑洞的可能途径。预计在原子冷却的原始气体云的引力坍缩过程中，通过非常快速的质量吸积（Mdot ~ 0.1 - 1 Msun/yr）可以形成SMS。在本文中，我们研究如何恒星将在这种极端快速的质量吸积演化，重点是早期的演化，直到恒星质量达到1000 Msun。为此，我们数值计算吸积星原始元素丰度的详细内部结构。我们的研究结果表明，吸积率高于0.01 Msun/yr，恒星演化是定性不同的预期在较低的利率。当以如此高的速率吸积时，恒星的半径总是超过100 Rsun，并且随着恒星质量的增加而单调增加。质量超过~ 100 Msun的恒星的质量-半径关系遵循相同的轨道，在吸积率> 0.01 Msun/yr的所有情况下，R_* \propto M_*^0.5;当恒星质量为1000 Msun时，半径约为7000 Rsun（~= 30 AU）。随着更高的吸积率，氢燃烧的开始向更高的恒星质量转移。特别是，当吸积速率超过Mdot > 0.1 Msun/yr时，即使在1000 Msun的吸积到原恒星上后，也没有明显的氢燃烧。这种“超巨星”原恒星在整个演化过程中的有效温度低至Teff ~= 5000 K，因为它们几乎不发射电离光子，所以它们不会产生HII区域或显着加热其周围环境。因此，只要物质以Mdot > 0.01 Msun/yr的速率吸积，辐射反馈就无法阻止…
2012-03-12 astro-ph.CO astro-ph.SR
Evolution and Final Fates of Rapidly Accreting Supermassive Stars
超大质量恒星的形成是宇宙早期产生超大质量黑洞的可能途径。本章总结了最近的理论努力，以了解他们的演变，突出的影响非常快速的吸积率$\dot{M}_* \gtrsim 0.1~$ M $_\odot$年$^{-1}$。恒星演化计算预测，这种吸积SMS具有一个特征，即，一个非常大的半径，随着恒星质量的增加而单调增加。当恒星吸积大于$10^3$ M $_\odot$的气体后，半径超过$7000$ R $_\odot$（或$30$ AU）。我们发现，“超巨星原恒星”阶段的出现是形成SMSs的关键，因为由此产生的辐射反馈对吸积流在此阶段大大减弱。我们还表明，这些SMS结束他们的生活，而吸积继续，他们的最终命运不同的吸积率。
2018-07-17 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.SR
Accretion of self-interacting dark matter onto supermassive black holes
本文通过N体模拟研究超大质量黑洞周围自相互作用暗物质尖峰的演化及吸积率与σ/m_χ的关系，发现其剖面稳定且吸积率符合热传导分析预期，校准的吸积率可用于黑洞增长研究。
2025-05-20 astro-ph.CO astro-ph.GA
A new way to measure supermassive black hole spin in accretion disc dominated Active Galaxies
我们表明，光盘连续拟合可以用来限制黑洞自旋的窄线Seyfert 1（NLS 1）AGN的子类，因为它们的低质量和高质量吸积率意味着光盘峰值的能量低于软X射线带通。我们将该技术应用于NLS 1 PG 1244 +026，其中光学/UV/X射线光谱与由标准光盘组件主导一致。这给出了黑洞自旋的最佳估计，它很低，上限为$a_*<0.86$。这与最近的X射线测定（接近）最大黑洞自旋在其他NLS 1的基础上相对论涂抹的铁配置文件。虽然我们对PG 1244 +026的数据在高能下没有足够的统计数据来根据铁谱线轮廓很好地测量黑洞自旋，但宇宙学模拟预测，具有相似质量的黑洞具有相似的生长历史，因此应该具有相似的自旋。这表明，我们对圆盘光谱的理解，或/和X射线反射或/和黑洞自旋的演化存在问题。
2013-06-20 astro-ph.CO astro-ph.HE
Growing supermassive black holes: sub-grid modelling and intermediate-scale processes
宇宙中的尺度范围之广，使我们不可能一次建模。因此，在进行数值实验时，我们有必要采用亚分辨率处方，它可以代表我们无法直接建模的尺度。在这篇文章中，我们提出了一个处方黑洞的增长，采用了不同的吸积制度，从文献中使用的标准方法，并讨论了小规模的吸积流和大规模的宇宙体积之间的中间过程，可以大大提高吸积率到黑洞在星系中心的专用模拟的结果。
2012-09-24 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.IM
Properties of Accretion Flows Around Coalescing Supermassive Black Holes
合并中的超大质量黑洞（SBH）附近的吸积流有什么性质？这个问题的答案有直接的影响的可行性，同时检测电磁（EM）和引力波（GW）信号的合并。这样的探测被认为是下一个观测上的重大挑战，它将使广义相对论能够在强非线性状态下得到检验，并提高我们对这些大质量致密天体演化和生长的理解。在本文中，我们审查的环境中的circumbinary磁盘和热，辐射效率低下的吸积流模型的聚结双星的属性，并用它们来标记这个问题所跨越的参数空间的程度。我们报告的结果，从一个正在进行的，广义相对论，流体动力学研究的螺旋和合并的黑洞，由后一种情况的动机。我们发现，相关的EM+GW振荡可以出现在inspiral阶段，然后逐渐上升，随后下降的光变曲线在合并的时间。虽然有迹象表明，后者的EM签名是一个更强大的一个，任何信号的检测巧合与GW将是一个令人信服的证据即将SBH二进制合并。在热吸积流的情况下，EM对应物的可观测性取决于模型的细节。在激光干涉仪空间天线可观测到的质量最大的双星的情况下，光度的上限意味着它们可以通过电磁搜索到z~0.1-1来识别。然而，由于气体流动的辐射效率低下的性质，我们推测，大部分的大质量双星可能会出现低光度AGN在当地的宇宙。
2011-02-04 astro-ph.CO gr-qc
Disk-Jet Connection in Active Supermassive Black Holes in the Standard Accretion Disk Regime
我们利用SDSS-DR 7和NVSS星表研究了超大质量黑洞中的盘喷流联系。我们的样品包含7017个射电噪类星体，它们都在1.4~GHz和SDSS光谱上被探测到。利用这个射电噪类星体样本，我们研究了在标准吸积盘状态下喷流功率（$P_{\rm jet}$）、测热盘光度（$L_{\rm disk}$）和黑洞质量（$M_{\rm BH}$）之间的相关性。我们发现喷流功率与测辐射热盘光度之间存在$\log P_{\rm jet} = (0.96\pm0.012)\log L_{\rm disk} + (0.79 \pm 0.55)$关系。这表明，假设$0.1$的盘辐射效率意味着低黑洞自旋参数和/或低磁通量的射电响亮类星体的$η_{\rm jet}\simeq1.1_{-0.76}^{+2.6}\times10^{-2}$的喷流产生效率。但这也可能是由于吸积流的几何厚度对吸积效率的依赖性，而对于以盘爱丁顿比$0.01 \lesssim λ\lesssim 0.3$吸积的类星体，吸积流的几何厚度预计是小的。即使我们将盘辐射效率设置为0.3，这种低的射流产生效率也不会显著增加。我们还研究了$P_{\rm jet}$、$L_{\rm disk}$和$M_{\rm BH}$样品中的基本平面。在标准的吸积体系中，我们找不到一个具有统计意义的射电强类星体的基本面。
2017-04-01 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Hidden-sector accretion and warped black-string seeds for high-redshift supermassive black holes
Jagiellonian University（雅盖隆大学）
提出通过隐藏扇区吸积形成五维黑洞弦，其与我们的膜相交产生黑洞种子，从而解释高红移超大质量黑洞的起源。
2026-06-02 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The final parsec problem: aligning a binary with an external accretion disc
本文研究了双星系统（如两个超大质量黑洞或两颗恒星）与具有错位角动量的外吸积盘的相互作用。这种情况发生在涉及超大质量黑洞的星系合并事件中，以及星团中恒星质量双星的形成中。我们计算了双星与盘之间的引力矩，并证明了当双星与盘之间的角动量J_b，J_d的初始取向足够逆行时，特别是当它们之间的夹角θ服从cos（θ）< -J_d/2 J_b时，它们的角动量J_b，J_d在短于中心吸积体质量增加时间的时间内稳定地反向排列。在此过程中J_b的大小保持不变。反向排列可以促进超大质量黑洞双星的快速合并，并可能在双星系统中形成共面但逆行的行星。
2011-07-25 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Cosmological 21cm line observations to test scenarios of super-Eddington accretion on to black holes being seeds of high-redshifted supermassive black holes
本文研究了高红移$z > 10$黑洞的超爱丁顿吸积过程，这些吸积过程有望在红移$z \sim 7$之前演化为超大质量黑洞.对于初始质量为BH种子的$M_{\rm BH, ini} \lesssim 2 \times 10^{3} M_{\odot}$，我们肯定需要超爱丁顿吸积，它可以适用于天体物理和原始起源。这样的吸积盘不可避免地发射出高能光子，这些光子不断地从高红移中加热星系间介质的宇宙等离子体。在这种情况下，宇宙气体温度的宇宙历史被修改，从而抑制了宇宙21厘米线的吸收特征。通过比较21厘米线吸收的理论预测与$z\sim17$的观测数据，我们得到了作为种子BH质量的函数的质量吸积率的宇宙学上限。为了在$z \sim 7$上实现$M_{\rm BH} \sim 10^9 M_{\odot}$，通过对种子BH的连续质量吸积，使其与$z \sim 17$上的宇宙学21 cm线吸收一致，当我们假设种子BH具有其共动数密度$n_{\rm seed,0} \sim 10^{-3} {\rm Mpc}^{-3}$（$n_{\rm seed,0} \sim 10^{-7} {\rm Mpc}^{-3}$）时，我们得到了种子BH初始质量的严格上界为$M_{\rm BH, ini} \lesssim 10^2 M_{\odot}$（$M_{\rm BH, ini} \lesssim 10^6 M_{…
2022-08-21 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Gas Accretion versus BH Merger driven Growth Modes of Supermassive Black Holes and Implications for the Little Red Dots
Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) - Osservatorio Astronomico di Trieste (OATs)（意大利国家天体物理研究所（INAF）- 的里雅斯特天文台（OATs））；Centro de Ciências Naturais e Humanas - Universidade Federal do ABC（自然与人类科学中心 - 圣保罗联邦ABC大学）；Núcleo de Astrofísica - Universidade Cidade de São Paulo（天体物理学核心 - 圣保罗城市大学）
研究区分了超大质量黑洞增长的气体吸积与黑洞并合驱动模式，并探讨了小红点的形成机制。
2026-02-17 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
On the Maximum Mass of Accreting Primordial Supermassive Stars
超大质量原始恒星被认为是z~6类星体的祖先。以前对这类恒星的研究要么无法解决流体动力学时间尺度，要么孤立地考虑恒星，而不是在它们实际形成的极端吸积流中。因此，他们无法自洽地预测坍缩时的最终质量，或由此产生的超大质量黑洞种子的质量，而是与简单的多方模型进行比较。本文利用恒星演化程序KEPLER，系统地研究了吸积速率为0.01-10太阳质量/年的吸积非旋转超大质量恒星的诞生、演化和坍缩过程。我们的方法包括对恒星结构的后牛顿修正和自适应核网络，并可以过渡到超大质量恒星遇到广义相对论不稳定性后的流体动力学演化。我们发现，这种不稳定性触发了质量为150，000 - 330，000太阳质量的恒星坍缩，吸积速率为每年0.1-10个太阳质量，恒星的最终质量与速率大致成比例。恒星的结构，以及它对坍缩的稳定性，对对流的处理和外部吸积包层的热含量很敏感。与其他代码的比较表明，这里的差异可能会导致恒星演化状态随时间变化的小偏差，随着吸积率的增加而恶化。由于广义相对论不稳定性导致这些恒星立即死亡，我们的模型对第一批类星体的质量设定了上限。
2017-06-06 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Supermassive Black Holes with High Accretion Rates in Active Galactic Nuclei. IV. H$β$ Time Lags and Implications for Super-Eddington Accretion
我们已经完成了两年的光度和光谱监测的大量活动星系核（AGN）的吸积率非常高。在本文中，我们报告的结果的第二阶段的运动，在2013- 2014年，和测量的五个新的H $β$时间滞后的8个监测活动星系核。这五个物体都被确认为超级爱丁顿吸积大质量黑洞（SEAMBHs）。在这次活动中测得的最高吸积率的物体是$\dot{\mathscr{M}}\gtrsim 200$，其中$\dot{\mathscr{M}}= \dot{M}_{\bullet}/L_{\rm Edd}c^{-2}$，$\dot{M}_{\bullet}$是质量吸积率，$L_{\rm Edd}$是爱丁顿光度，$c$是光速。我们发现，在SEAMBHs的H $β$时间滞后是显着短于亚爱丁顿活动星系核的测量，并增加吸积率增加的偏差。因此，宽线区尺寸（$R_{_{\rm Hβ}}$）和5100埃光学光度（$R_{_{\rm Hβ}}-L_{5100}$）之间的关系需要吸积率作为附加参数。我们建议，很大程度上的效果可能是由于强烈的各向异性的细长盘辐射。用黑洞的引力半径标度$R_{_{\rm Hβ}}$，定义了一个新的半径-质量参数（$Y$），并证明了它在临界吸积率$\dot{\mathscr{M}}_c=6\sim 30$处饱和，表明吸积盘从薄向薄过渡，薄吸积盘的光度达到饱和.参数$Y$是一个非常有用的探针，用于理解大质量黑洞的各种吸…
2015-04-08 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Magnetically-levitating disks around supermassive black holes
本文报道了在超大质量黑洞周围磁悬浮吸积盘的形成。这些磁盘的结构计算的磁化星际气体云的潮汐破裂的数值模拟。我们发现，所产生的磁盘是完全支持的压力的磁场对分力的引力指向垂直的磁盘。磁场显示出有序的大尺度几何形状，在我们的数值实验中保持稳定，延长了磁盘寿命的10%。强磁压允许高吸积率和抑制磁盘碎片。这与manetized分子云的反复喂养到一个超大质量黑洞相结合，产生了一个可能的解决方案，长期困扰着星系中心的黑洞增长。
2012-08-16 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Interruption of Tidal Disruption Flares By Supermassive Black Hole Binaries
超大质量黑洞双星是星系合并的产物，在验证λ冷暗物质宇宙学和定位引力波辐射源方面具有重要意义。星系核中SMBHB的独特电磁特征对于识别从红外波段到X射线波段的观测中的双星是必不可少的。近年来，由超大质量黑洞（SMBH）对邻近恒星的潮汐扰动引起的光学、紫外和X射线耀斑已被成功地用于观测探测正常星系中的单个SMBH。在这封信中，我们调查吸积的气体碎片的潮汐破坏恒星的SMBHB。利用三体系统的稳定性分析和数值散射实验，我们表明，恒星碎片气体的吸积，它最初随时间$\propto t^{-5/3}$衰减，将停止在一个时间$T_{\rm tr} \simeq ηT_{\rm b}$。这里，$η\sim0.25$和$T_{\rm b}$是SMBHB的轨道周期。在中断一段时间后，吸积在时间$T_{\rm r} \simeq ξT_b$离散地重现，其中$ξ\sim 1$。$η$和$ξ$敏感地依赖于潮汐扰动星在潮汐半径处的轨道参数和SMBHB的轨道偏心率。恒星碎片气体的中断吸积引起中断的潮汐耀斑，这可以用来确定SMBHB在非活动星系在即将到来的瞬态调查。
2009-11-04 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
