Galaxy And Mass Assembly (GAMA): Structural Investigation of Galaxies via Model Analysis (SIGMA)
我们提出了单Sérsic二维模型适合于167，600个星系，这些星系使用来自GAMA数据库的重新处理的Sloan数字巡天数据第七版（SDSS DR 7）和UKIRT红外深空巡天大面积巡天（UKIDSS-LAS）成像数据在ugrizYJHK带通中独立建模。为了促进这项研究，我们开发了SIGMA，一个R包装器，围绕着几个当代天文学软件包，包括Source Extractor，PSF Extractor和GALFIT 3。SIGMA为GAMA中的每个星系生成逼真的2D模型，采用自动自适应背景减除和经验PSF测量。利用这些结果，我们定义了一个共同的覆盖范围，在三个GAMA地区包含138，269个星系。我们提供的Sérsic星等在10 re处截断，对于低Sérsic指数系统（n < 4），它与SDSS Petrosian和GAMA光度学有很好的一致性，而对于高Sérsic指数系统（n > 4），光度学有很大的改进，在r波段恢复了Δm = 0.5的星等。本文采用K波段Sérsic指数/u-r色关系来划分大质量（n > 2）早型星系（ETG）和晚型星系（LTG）。这些ETG的平均Sérsic折射率随波长变化平稳，从g到K增加30%。LTG在Sérsic指数上表现出更极端的变化，在同一范围内增加了52%。此外，ETG和LTG的半光半径从g到K分别减小了38%和25%。这些趋势的出现是由于尘埃衰减和…
2011-12-08 astro-ph.CO astro-ph.GA
Assembly of supermassive black hole seeds
我们提出了一套六个完全宇宙学，三维模拟的原子冷却晕在早期宇宙的崩溃。我们使用移动网格程序arepo和改进的原始化学网络来演化流体动力学和化学方程。强莱曼-沃纳背景的加入抑制了分子氢冷却，并允许气体在约8000 K的温度下几乎等温地析出。强大的引力矩有效地消除了角动量，导致气体的中心坍缩，在晕的中心形成了一颗超大质量的原恒星。我们使用两种方法来模拟原恒星：通过与其他下沉粒子合并而生长的下沉粒子，以及导致绝热核心形成的刚性状态方程。我们施加阈值密度$10^8$，$10^{10}$，和$10^{12}\,\text{cm}^{-3}$的汇粒子的形成和刚性状态方程的发病研究的晚期，中期和早期阶段的原恒星的演化，分别。我们遵循它的增长质量$\simeq 10\,\text{M}_\odot$ $\simeq 10^5\,\text{M}_\odot$，与平均吸积率$\langle\dot{M}_\star\rangle \simeq 2\,\text{M}_\odot\,\text{yr}^{-1}$的下沉粒子，和$\simeq 0.8 - 1.4\,\text{M}_\odot\,\text{yr}^{-1}$的绝热核心。在模拟的最后，由中心天体辐射产生的HII区域早已脱离原恒星光球层，但电离辐射仍然被困在内部宿主晕中，因此尚未逃逸到星系际介质中。完全耦合的辐射流体动力学模拟是取得进一步进…
2018-09-05 astro-ph.GA
Tracking the assembly of supermassive black holes: a comparison of diverse models across cosmic time
Yale University（耶鲁大学）；Harvard University（哈佛大学）；Flatiron Institute（平顿研究所）；The City University of New York（纽约市立大学）；Space Telescope Science Institute（太空望远镜科学研究所）
研究通过比较多种模型，揭示了超大质量黑洞在不同宇宙时间尺度上的组装过程，发现Dark Sage模型在某些方面与观测数据一致，但存在显著差异。
2025-04-15 astro-ph.GA
Are the fates of supermassive black holes and galaxies determined by individual mergers, or by the properties of their host haloes?
本研究通过EAGLE模拟的对照实验发现，无并合时类银河系星系的黑洞生长与暗物质晕性质解耦，主并合会破坏星系盘、大幅促进黑洞生长并改变晕性质，表明并合是黑洞质量多样性的关键。
2023-11-06 astro-ph.GA
Supermassive Dark Stars and their remnants as a possible solution to three recent cosmic dawn puzzles
本文提出超大质量暗星及其残余物可能解决三个近期宇宙黎明谜题，包括蓝怪物、小红点及远距离类星体原初黑洞起源问题。
2026-01-05 astro-ph.CO astro-ph.GA
Correlations Between Supermassive Black Holes, Velocity Dispersions, and Mass Deficits in Elliptical Galaxies with Cores
高动态范围表面光度学在一个配套文件中，使准确测量与椭圆星系的核心恒星光赤字L_def和质量赤字M_def成为可能。我们发现，L_def相关的速度色散σ的主机星系球中心区域外的平均值，可能会受到影响的超大质量黑洞（BH）。我们确认L_def与BH质量MBH相关。此外，分数光赤字L_def/L与BH质量与星系恒星质量之比MBH/M相关。所有这三个相关性的离散度类似于或小于MBH和sigma之间的公知相关性的离散度。新的相关性是显着的二分法之间的椭圆核和中心额外的光。核心光亏缺与MBH和sigma密切相关，但额外光不相关。这支持的建议，额外的轻Es湿合并与星爆，而核心Es干合并。在干合并之后，核心被认为是被BH双星冲刷的，BH双星在轨道衰变时将恒星抛离，或者被BH合并时发射的各向异性引力辐射反冲后沉回中心。直接证据一直难以捉摸。我们将新的相关性解释为连接核心与BH的“吸烟枪”。MBH -σ和MBH-L_def关联一起给出了两种独立的方法来估计核心椭圆星系中的BH质量.
2009-01-23 astro-ph.GA
Growth of supermassive black holes, galaxy mergers and supermassive binary black holes
星系合并和超大质量双黑洞（SMBBH）的研究是我们理解星系和黑洞在结构形成时期和整个宇宙历史中的组装和（共同）演化的核心。星系合并是主要吸积事件的发生地，它们为类星体提供能量，生长超大质量黑洞，并驱动超大质量黑洞-宿主的标度关系。在它们的中心合并的SMBBH是宇宙中最响亮的引力波（GW）源，并且随后的GW反冲具有各种潜在的天体物理意义，这些意义仍在探索中。未来的GW天文学将为结构形成和星系合并打开一个全新的窗口，包括直接探测合并的SMBBH，高精度测量它们的质量和自旋，以及高红移宇宙中BH形成和演化的限制。
2016-06-21 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
H1821+643: The most X-ray and infrared luminous AGN in the Swift/BAT survey in the process of rapid stellar and supermassive black hole mass assembly
H1821+643是Swift/BAT超硬X射线巡天中$L_\mathrm{14-150 keV}= 5.2\times 10^{45}$ erg s $^{-1}$中最亮的X射线无束活动星系核，也是一个超亮红外星系$L_\mathrm{IR} = 10^{13.2} L_\odot$，它位于大质量星系团的中心，这是实现黑洞（BH）与宿主星系在局域宇宙中快速质量组装的独特环境。利用CIGALE-2022.0对X射线-红外光谱能量分布（SED）进行了拟合，得到了活动星系核和星暴的能量分布。结果表明，H1821+643消耗了大量的冷气体（$\dot{M}_\mathrm{con}$），恒星形成速率为$\log ( \mathrm{SFR}/M_{\odot}~\mathrm{yr}^{-1}) = 3.01 \pm 0.04$，BH吸积速率为$\log (\dot{M}_\mathrm{BH}/M_{\odot}~\mathrm{yr}^{-1}) = 1.20 \pm 0.05$。这种高$\dot{M}_\mathrm{con}$大于团簇内介质（ICM）$\dot{M}_\mathrm{con}/\dot{M}_\mathrm{cool} \gtrsim 1$的冷却速率（$\dot{M}_\mathrm{cool}$），比其他系统的典型值高一到两个数量级，表明H1821提供了快速气体…
2022-09-19 astro-ph.GA
Two channels of supermassive black hole growth as seen on the galaxies mass-size plane
我们研究了黑洞质量（Mbh）作为其宿主星系恒星质量（Mstar）和半光半径（Re）的函数的变化。我们证实，在这个平面内的Mbh的散射基本上是相同的，在Mbh -σ关系，从维里质量估计sigma_v^2=GxMstar/（5xRe）中报告的可忽略的散射预期。Mbh的所有变化都沿着（Mstar，Re）平面上的恒定σ_v线发生，或者Mstar $\propto$ Re（Mstar <2 × 10 ^11 Msun）。这一趋势与先前报道的与恒星星族相关的星系属性（如年龄、金属丰度、α增强、质光比和气体含量）在性质上相同。我们发现了在临界质量Mcrit ~ 2x10^11 Msun以上Mbh变化的证据。这种行为可以解释为假设在质量小于Mcrit的星系中，Mbh可以通过Mbh - sigma关系来预测，而在质量更大的星系中，Mbh遵循一个修改的关系，一旦Mstar >Mcrit，该关系也取决于Mstar。这与大多数星系通过恒星形成而成长的情况是一致的，而最大质量的星系则经历了一系列无耗散的合并。在这两个通道中，黑洞和星系同步增长，从而产生了黑洞-宿主星系的比例关系，但没有一个潜在的单一关系是普遍适用于整个星系质量范围。
2017-10-18 astro-ph.GA
SEEDZ: Rapid Galaxy Assembly as a Pathway to Supermassive Stars, Dense Stellar Environments and Massive Black Hole Seeds
Maynooth University（梅努斯大学）；Center for Astrophysics, Harvard and Smithsonian（哈佛-史密森尼天体物理中心）；Max-Planck-Institut für Astrophysik（马克斯·普朗克天体物理学研究所）；University of Edinburgh（爱丁堡大学）；University College Cork（科克大学）；University of Cambridge（剑桥大学）；Universität Heidelberg（海德堡大学）；Georgia Institute of Technology（佐治亚理工学院）；University of Hertfordshire（赫特福德大学）
利用SEEDZ流体动力学模拟，研究早期星系快速组装如何通过高流入率形成超大质量恒星和重种子黑洞，发现重种子形成于快速增长晕中，且仅需少量超大质量恒星即可解释JWST观测的小红点星系。
2026-06-29 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.SR
Recoiling Supermassive Black Hole Escape Velocities from Dark Matter Halos
我们模拟反冲黑洞轨迹从$z=20$ $z=0$在暗物质晕，量化参数的选择如何影响逃逸速度。这些选择包括动力学摩擦的强度，恒星和气体的存在，宇宙的加速膨胀（哈勃加速），宿主晕吸积和运动，以及种子黑洞质量。$Λ$ CDM晕吸积增加逃逸速度高达0.6德克斯和显着缩短返回的时间尺度相比，非吸积的情况下。其他参数改变轨道阻尼率，但对逃逸速度有次要影响;动态摩擦在晕逃逸速度是弱的，即使是极端的参数值。本文给出了黑洞逃逸速度与宿主晕质量和红移的函数关系式。最后，我们讨论了这些发现如何影响黑洞质量大会以及最低恒星和晕质量保留超大质量黑洞。
2018-07-15 astro-ph.CO astro-ph.GA
Globular clusters and supermassive black holes in galaxies: further analysis and a larger sample
我们探讨了各种大尺度星系性质之间的一些相关性，特别是总球状星团人口（N_GCS），中央黑洞质量（M_BH），速度色散（名义上sigma_e），和隆起质量（M_dyn）。我们的数据样本的49个星系，其中N_GC和M_BH都是已知的，是大于在这两个参数的讨论中使用的，我们采用相同的样本来探索所有对的相关性。此外，在这个星系样本中，我们研究了每个量的分散性，重点是sigma_e和有效半径（R_e）的公布值的范围。我们发现，这两个量，特别是难以测量一致和警告，精确的相互比较的星系属性涉及R_e和sigma_e是特别困难的。使用卡方检验和蒙特卡罗马尔可夫链（MCMC）拟合技术，我们证明了引用的所有参数的观测不确定度都太小，不能代表数据中的真实离散度。我们发现M_dyn与N_GC之间的相关性比M_BH-sigma_e或M_BH-N_GC之间的相关性更强。我们认为，这是因为星系核球人口和N_GC基本上是在早期建立在同一系列的恒星形成事件。相比之下，虽然M_BH的种子可能形成于类似的时代，但它随时间的增长在星系之间的相似性较小，因此较难预测。
2013-12-18 astro-ph.GA
The scaling relation between the mass of supermassive black holes and the kinetic energy of random motions of the host galaxies
由于现代望远镜的角分辨率和运动学模型，星系内部存在超大质量黑洞（SMBH）的理论已经建立在相当坚实的基础上。SMBH的质量和它们的宿主星系的演化状态之间可能存在相关性。基于最近的2D分解的中红外Spiter/IRAC图像的本地星系与M_bh的测量，我们研究了各种标度律，研究什么是最好的预测中心SMBH的质量。我们着重研究了M_bh-M_G σ ^2定律，即SMBH的质量与相应宿主星系随机运动的动能之间的关系。为了找到最适合的尺度律检查，我们进行了最小二乘回归的M_bh对x的考虑样本的星系，x是一个已知的参数的星系隆起。我们的分析表明，M_bh-M_G σ ^2定律和其他已知的标度律一样，都能成功地拟合检验过的实验数据，而且卡方值比其他标度律更好，这一结果与以前的测定结果一致。这意味着sigma和M_G的组合可能是驱动M_bh和其他凸起属性之间的相关性所必需的。这个问题已被调查的各种关系的残差的仔细分析。为了避免对星系的活动和演化作出仓促的结论，应该考虑由随机运动的动能间接推断M_bh，特别是当应用于高红移星系时。这一说法是通过对用于研究附近宇宙中SMBH增长的SDSS数据的重新分析提出的。采用M_bh-M_G σ ^[2]关系代替M_bh-sigma关系，在相应的SDSS早型活动星系核星系的SMBH质量分布中出现了射电静/射电强的二分法。
2011-10-16 astro-ph.GA
The SMBH mass versus M_G sigma^2 relation: A comparison between real data and numerical models
位于宿主星系中心的超大质量黑洞的质量与相应的凸起随机运动的动能之间的关系可以重新解释为星系的年龄-温度图。该关系式比M_bh-M_G、M_bh-L_G和M_bh-sigma定律更符合实验数据。使用从不同星系目录中提取的三个样本证实了这一说法的有效性。在LambdaCDM宇宙学的框架下，我们的关系已经与基于千禧年模拟的两个星系形成模型的预测进行了比较。
2010-02-12 astro-ph.CO astro-ph.GA
Inferences on relations between distant supermassive black holes and their hosts complemented by the galaxy fundamental plane
超大质量黑洞与其宿主星系之间的基本关系的实现将在天体物理学中产生深远的影响。为了进一步研究它们的共同演化，进行了一项调查，以了解类星体和它们的宿主在早期是否遵循黑洞（BH）质量和恒星速度色散之间的局部关系。我们使用584个SDSS类星体在0.2 < z < 0.8与黑洞测量，和他们的主机从超级凸轮斯巴鲁战略计划的属性。的恒星速度色散的推断是实现每个基于恒星的质量和大小的宿主星系通过使用星系质量基本面在类似的红移不活跃的星系。与以往的研究一致，类星体占据了一个从局部M_BH-σ关系升高的位置，被认为是一个平坦化，而保持M_BH/M* 的比值与局部值一致。基于样本的正演模拟，我们证明了一个不断演变的内在M_BH-σ关系可以匹配的观察。然而，我们假设这些变化可能反映了M_BH和M* 之间的非进化内在关系。令人欣慰的是，无论是大质量的，静止的还是紧凑的星系，都有迁移到本地M_BH-σ的迹象。因此，类星体宿主在高红移时的大部分凸起都处于发展阶段，并可能在稍后的时间与它们的黑洞对齐到质量标度关系上。
2022-04-25 astro-ph.GA
The M-Sigma Relation Derived from Sphere of Influence Arguments
观测到的超大质量黑洞（SMBH）质量（M）与球核恒星速度色散（Sigma）之间的关系可用log（M）= alpha + beta*log（Sigma/200 km/s）表示。由于这种关系对星系和SMBH形成和演化的模型具有重要意义，因此人们对将其添加到M目录中仍然有很大的兴趣。“影响范围”（r）的论点使用空间分辨率来排除一些M估计，并预先选择其他星系进行进一步的SMBH研究。这封信量化的影响，适用于人口的星系和SMBH不遵循M-西格玛关系的r参数。所有已知的西格玛值，接近100 Mpc的星系，被赋予一个随机的M，当r是空间分辨的选择。这些随机SMBH产生α =8.3，β =4.0的M-Sigma关系，与观察值一致。因此，未来提出的M估计值不应仅根据解决r来证明。这封信表明，观察到的M-西格玛关系可能只是一个可用的空间分辨率的结果。然而，这也意味着观察到的M-Sigma关系定义了上限。这可能为星系和SMBH的形成和演化过程提供有价值的新见解。
2010-02-08 astro-ph.CO astro-ph.GA
A two-phase model of galaxy formation: IV. Seeding and growing supermassive black holes in dark matter halos
Nanjing University（南京大学）；Key Laboratory of Modern Astronomy and Astrophysics, Nanjing University, Ministry of Education（南京大学现代天文与天体物理教育部重点实验室）；University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Department of Astronomy, University of Massachusetts, Amherst（美国马萨诸塞大学阿默斯特分校天文学系）
本文提出一个理论框架，研究在暗物质晕的组装历史中播种和生长超大质量黑洞的过程，通过核爆发和合并等机制，探讨黑洞与星系的共同演化。
2026-04-25 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.SR
Determination of the intrinsic scatter in the M-sigma and M-L relations
本文报道了最近导出的改进的超大质量黑洞质量（M_BH）与宿主星系核球速度色散（sigma）和光度（L）之间的关系（M-sigma和M-L关系），基于~50个M_BH测量值和~20个上限。特别注意的是恢复的内在散射（ε_0）在这两个关系。分散被发现是显着大于估计在大多数以前的研究。大的散射需要修正的本地黑洞质量函数，这意味着可能有大量的选择偏差的研究中的M-sigma和M-L关系的演变。当只考虑椭圆星系时，散射似乎减少了。这些结果似乎是不敏感的测量误差和分布的固有散射的广泛的假设。我们还报道了根据黑洞的影响范围的分辨率对挑选样本的拟合的影响。
2009-12-21 astro-ph.CO astro-ph.GA
A Relationship between Supermassive Black Hole Mass and the Total Gravitational Mass of the Host Galaxy
研究了中心超大质量黑洞的质量与宿主星系总引力质量（M_tot）之间的相关性.这些结果是基于SLACS巡天中的43个星系尺度强引力透镜的结果，其中黑洞质量是通过两个标度关系：黑洞质量与Sersic指数的关系（M_bh - n）和黑洞质量与恒星速度色散的关系（M_bh - sigma）估算的。我们使用封闭的质量内的R_200，半径内的早期类型的星系的密度分布超过临界密度的宇宙的一个因素的200，确定的引力透镜模型拟合到HST成像数据，作为总的引力质量的示踪剂。在M_bh的2个数量级上，最佳拟合相关性为log（M_bh）=（8.18 +/-0.11）+（1.55 +/-0.31）（log（M_tot）-13.0），其中M_bh由M_bh - sigma关系确定。从各种测试中，我们发现，我们不能可靠地推断出M_bh和M_tot之间的连接从M_bh-n关系。M_bh - M_tot关系为验证超大质量黑洞的性质是由宿主星系的晕性质决定的这一预言提供了一些第一批直接的观测证据。
2009-09-01 astro-ph.GA
Competitive feedback in galaxy formation
现在已经确定，许多星系都有核星团（NC），其总质量与星系球体的速度色散（sigma）相关，其方式与众所周知的超大质量黑洞（SMBH）M - sigma关系非常相似。先前的理论工作表明，这两种相关性都可以用动量反馈参数来解释。观测进一步表明，大多数已知的NC的质量小于10^8 Msun，而SMBH的质量经常大于10^8 Msun，这在以前的工作中仍然无法解释。我们在这里建议，这种转变反映了SMBH和核簇之间的竞争，在他们产生的反馈。当其中一个大质量物体达到其极限M σ值时，它会将气体赶走，从而切断自己的质量和“竞争对手”的质量。然后，后者相对于预期的M-σ质量（删节）重量不足。
2009-07-06 astro-ph.CO astro-ph.GA
The effect of bars on the M-sigma relation: offset, scatter and residuals correlations
我们分析了一组无碰撞盘状星系的模拟，以研究棒的形成和演化对超大质量黑洞的M-σ关系的影响。由杆驱动的角动量的重新分布导致中心区域内的质量增加，使凸起的速度分散平均提高~12%和高达~ 20%。如果一个盘星系的SMBH满足M-sigma关系，形成一个棒，并且SMBH在这个过程中没有增长，那么sigma的增加使星系脱离M-sigma关系。我们探讨了各种影响，可以影响这一结果，包括污染的光盘和各向异性。单个模型棒星系的M-sigma关系的位移与凸起有效半径内测量的M（B）/M（B+D）和beta_phi（B+D）相关。总的来说，这一过程导致了一个M-西格玛的棒星系从无棒星系偏移，以及增加其散射。我们组装样本的unbarbed和酒吧的星系与经典的凸起，并找到试探性的暗示，两者之间的偏移与预测一致。包括所有的棒星系，而不仅仅是那些具有经典凸起的星系，会导致明显更大的偏移。
2013-09-10 astro-ph.CO astro-ph.GA
X-ray constraints on the local supermassive black hole occupation fraction
不同的种子形成机制是印在部分矮星系目前包含一个中央超大质量黑洞。通过Pop III残留物播种，预计将产生比直接气体塌陷前体更高的占用率。钱德拉对附近早型星系的观测可以直接探测到甚至是低水平的超大质量黑洞活动，而活动部分立即提供了一个确定的占领部分的下限。在这里，我们使用的体积有限的AMUSE调查的~200光学选择的早期类型的星系的特征，同时，第一次，占用分数和缩放的核X射线光度与恒星质量，占内在散射，测量不确定性，和X射线限制。对于log（M_star/M_sun）<10的早型星系，我们得到了占据率的下限>20%（95%置信度），但不能排除完全占据。log（L_X）对log（M_star）的优选依赖性具有约0.7-0.8的斜率，与先前从AMUSE数据集识别的“缩小”趋势一致，并且在约2 σ处不赞成均匀的爱丁顿效率。我们提供了未来的精度，这些参数可能会与更大或更敏感的样品进行细化的指导方针。
2014-10-23 astro-ph.CO astro-ph.GA
Supermassive Black Hole Assembly from Heavy Seeds with Dynamical Friction in the BRAHMA Simulations: Implications for JWST, LISA, and the Local Universe
University of Virginia（弗吉尼亚大学）；Virginia Institute for Theoretical Astronomy, University of Virginia（弗吉尼亚大学理论天体物理研究所）；University of California Berkeley（加州大学伯克利分校）；Center for Computational Astrophysics, Flatiron institute（西蒙斯基金会平顿计算天体物理中心）；Leibniz Institute for Astrophysics Potsdam (AIP)（波茨坦阿基米德天体物理研究所）；Yale University（耶鲁大学）；Black Hole Initiative, Harvard University（哈佛大学黑洞倡议计划）
利用BRAHMA宇宙学模拟，研究重种子模型（宽松与严格）结合动力摩擦对z~5和z~0黑洞种群的影响，发现宽松模型产生高并合率和近统一黑洞占据分数，与JWST探测一致。
2026-06-12 astro-ph.GA
FROST-CLUSTERS -- II. Massive stars, binaries and triples boost supermassive black hole seed formation in assembling star clusters
本研究通过含后牛顿动力学和恒星演化的模拟，发现恒星多重性和大质量单星可显著增加组装星团中IMBH的数量与质量，并揭示其与星团性质的相关性，为理解超大质量黑洞种子形成提供新见解。
2025-09-08 astro-ph.GA
The Assembly of the First Massive Black Holes
在宇宙形成的第一个十亿年中，$\approx$ 10^9 Msun的超大质量黑洞（SMBHs）的存在激发了许多关于黑洞在早期宇宙中迅速形成和快速增长的想法。在这里，我们回顾了大质量黑洞的种子最初可能是如何组装的，它们如何随后增长到$\approx$ 10^9 Msun的质量，以及多信使观测如何区分不同的SMBH组装场景。我们得出以下结论：（1）超罕见的$\approx$ 10^9 Msun SMBH仅代表冰山一角。早期的黑洞很可能填充了恒星质量的连续体（大约）。10 Msun）到超大质量（$\approx$ 10^9 Msun）区域，反映了一系列初始质量和增长历史。(2)恒星质量的黑洞可能是由第一代恒星在红移高达z=30时留下的，但它们的初始生长通常由于宿主星系的浅势阱而受到阻碍。(3)一些较大的贫金属星系的条件很快变得有利于通过气体吸积和密集星团的合并快速形成和增长大质量的“种子”洞。(4)黑洞的质量取决于周围的环境（例如附近辐射源的数量和性质以及当地的重子流速度），以及宿主星系的金属富集和组装历史。(5)区分组装机制将是困难的，但LISA（通过合并探测大规模BH生长）和深多波长电磁观测（通过气体吸积探测生长）的组合观测特别有前途。
2019-11-13 astro-ph.CO astro-ph.GA
Abundant Heavy Black Hole Seeds from Moderate Lyman-Werner Radiation
University of Toledo（托莱多大学）；Columbia University（哥伦比亚大学）；Flatiron Institute（平顿研究所）；Georg-August-Universität Göttingen（哥廷根大学）
研究高红移类星体对应的重黑洞种子形成机制，通过65套宇宙学模拟提出估算第三星族星质量的方法，发现中等莱曼-沃纳背景下重黑洞种子形成环境更普遍。
2026-08-17 astro-ph.CO astro-ph.GA
Supermassive black holes in disk-dominated galaxies outgrow their bulges and co-evolve with their host galaxies
星系和它们的超大质量黑洞之间的深层联系是现代天体物理学和宇宙学的核心。观测到的星系和黑洞质量之间的相关性通常归因于主要合并对两者的贡献。我们利用一个星系的样本，其盘占主导地位的形态表明一个主要的合并自由的历史，并表明这样的系统能够成长超大质量黑洞的速率类似于类星体。将黑洞质量与凸起质量的保守上限进行比较，我们发现，如果创建凸起的过程也是黑洞增长的主要驱动力，则样本中的黑洞通常大于预期。黑洞和星系的总恒星质量之间的关系被发现为合并免费的样品，作为一个样品，经历了大量的合并，表明主要合并并没有发挥重要的作用，在控制星系和黑洞的共同演化。我们认为，更基本的过程，有助于星系组装也负责黑洞的增长。
2017-05-30 astro-ph.GA astro-ph.HE
The Multiple Merger Assembly of a Hyper-luminous Obscured Quasar at redshift 4.6
星系合并和来自宇宙网的气体吸积在早期推动了星系及其中心黑洞的生长。我们报告光谱成像的多重合并事件中最明亮的已知星系，WISE J224607.56-052634.9（W2246-0526），尘埃遮蔽类星体在红移4.6，1.3 Gyr大爆炸后。远红外尘埃连续体观测显示，W2246-0526周围有三个星系同伴，它们的形态受到干扰，由动力学相互作用可能产生的尘埃流连接。潮汐尘埃桥的探测表明，W2246-0526正在吸积它的邻居，这表明合并活动可能是一种主导机制，通过这种机制，最明亮的星系同时掩盖和喂养它们的中心超大质量黑洞。
2018-11-14 astro-ph.GA
The Rise of Active Galactic Nuclei in the GAlaxy Evolution and Assembly semi-analytic model
我们提出了一个新的实施GALAXY演化和大会（GAEA）半解析模型，其特点是改进的建模过程中的冷气体吸积到超大质量黑洞（SMBHs），来自分析参数和高分辨率模拟。我们考虑不同的方案所需的角动量损失的可用的冷气吸积到中央SMBHs，我们比较不同的组合的触发机制，包括星系合并和光盘不稳定性恒星形成盘。我们比较我们的预测与观测到的活动星系核（AGN）的光度函数（LF），我们确认，一个非瞬时吸积时间尺度（无论是在一个低角动量水库的形式或作为一个假设的光变曲线演化）是必要的，以重现测量的AGN-LF的演化和所谓的AGN缩小的趋势。此外，我们还研究了活动星系核反馈的影响，在活动星系核驱动的外流的形式，对模型星系的SF属性，使用处方来自经验研究或数值实验。我们表明，活动星系核驱动的外流是有效的抑制剩余的恒星形成率在大质量星系（$> 10^{11} M_\odot$），而不改变他们的整体组装历史。这些风也会影响低质量星系的SFR，导致在$< 10^{10} M_\odot$有太大比例的被动星系。最后，我们研究了爱丁顿比分布作为SMBH质量的函数，表明只有质量大于$10^8 M_\odot$的物体已经处于自我调节状态，从观测中推断。
2020-06-12 astro-ph.CO astro-ph.GA
A rapid channel for the collisional formation and gravitational wave driven mergers of supermassive black hole seeds at high redshift
受JWST高红移恒星形成观测启发，研究通过BIFROST模拟发现低金属丰度星团中恒星碰撞可快速形成大质量中等质量黑洞，其并合是高红移超大质量黑洞种子形成的快速通道，为下一代引力波探测提供了目标信号。
2025-09-05 astro-ph.GA
From galactic nuclei to the halo outskirts: tracing supermassive black holes across cosmic history and environments
利用基于Millennium合并树的半解析模型LGalerkin，研究了超大质量黑洞（BH）在宇宙时间内的质量组装和自旋演化，以及引力反冲对有核和游荡黑洞（wBH）布居的影响.我们跟踪自旋的变化，黑洞的经验，在合并事件和气体吸积阶段。对于后者，我们假设自旋变化与凸起组装耦合。这一假设导致了对z=0黑洞的自旋中值的预测，这取决于它们是由伪凸起、经典凸起还是椭圆星系所承载，分别为a ~ 0.9、0.7和0.4。该模型的计算结果与z<4类星体的光度函数、z=0的BH质量函数、自旋值以及黑洞-球核质量关联具有较好的一致性。关于wBH，我们假设它们可以起源于卫星星系的分裂（孤儿wBH）和由于引力反冲的喷射（喷射wBH）。该模型指出wBH的数密度随着红移的减小而增加，尽管这个人口总是比核黑洞的人口小2倍。在所有红移下，wBH通常以M_{halo} >10^{13} M_{\odot}和M_{stellar} >10^{10} M_{\odot}为宿主，是孤儿wBH的主要类型。此外，与红移和晕质量无关，\textit{ejected} wBH存在于宿主DM晕的中心区域（<0.3 R_{200}），而孤儿wBH则徘徊在更大的尺度（>0.5 R_{200}）。最后，我们发现，引力反冲导致的红移和恒星质量的减少，逐步耗尽核BH。此外，喷射事件导致预测的局部黑洞-凸起关系的变化，特别是对于伪凸起中的黑洞…
2020-06-03 astro-ph.GA
Correlations between supermassive black holes and hot gas atmospheres in IllustrisTNG and X-ray observations
最近的X射线观测揭示了中心超大质量黑洞（SMBH）的质量与其宿主星系中热大气的X射线性质之间的显著相关性，从而表明大气气体在追踪SMBH在高质量区域中的增长中起着至关重要的作用。我们从理论上研究这个问题，使用IllustrisTNG宇宙学模拟，并提供见解的性质，这SMBH -气体晕连接。通过对TNG 100模拟星系的模拟X射线分析，考察了不同空间尺度和晕尺度下（从星系尺度（$\sim R_{\rm e}$）到星系团/星系团尺度（$\sim R_{\rm 500c}$））SMBH质量与热气体温度和光度的关系。我们发现强SMBH-X射线的相关性主要是在淬火星系，并发现相关性变得更强，更紧密的半径。重要的是，大半径（$r\gtrsim5R_{\rm e}$）处的X射线温度（$k_{\rm B}T_{\rm X}$）以非常小的散射（$\sim0.2$ dex）跟踪SMBH质量。从IllustrisTNG出现的关系是广泛的一致，从最近的X射线观测。总的来说，我们的分析表明，在IllustrisTNG的框架内，在高质量端（$M_{\rm BH}\gtrsim 10^8 M_\odot$）的当前时间$M_{\rm BH}-k_{\rm B}T_{X}$相关性从根本上是SMBH质量-晕质量关系的反映，这在这样高的质量是由结构的层次组装。然而，这些标度关系的确切形式、轨迹和分散度对反馈过程很敏感，例…
2020-12-14 astro-ph.CO astro-ph.GA
Supermassive black holes in the EAGLE Universe. Revealing the observables of their growth
我们在“银河系及其环境的演化与组装”（EAGLE）宇宙学流体动力学模拟中研究了超大质量黑洞的演化。最大的鹰卷涵盖了一个$(100 \,\rm cMpc)^3$，包括最先进的恒星形成和黑洞增长的物理模型，只依赖于当地的气体性质。我们着重讨论了黑洞的质量函数、爱丁顿比分布和核活动的隐含占空比。模拟结果与这些量的观测约束基本一致。为了与观测数据进行更直接的比较，本文计算了活动星系核（AGN）的软、硬X射线光度函数。在红移值$0$和$1$之间，模拟结果与数据吻合。在较高的红移，模拟往往低估了观测到的最亮活动星系核的光度。这可能是由于模拟量有限，或者基础模型存在根本缺陷。额外的未解决的变异性似乎不太可能解释这种差异。模拟显示了类似的“缩小”的活动星系核人口所看到的观测调查。
2016-07-08 astro-ph.GA
Science with an ngVLA: Probing Obscured MBH Accretion and Growth since Cosmic Dawn
今天的大多数恒星都居住在星系球状体中，其性质与其中心的超大质量黑洞（MBH）紧密相关，这意味着MBH上的吸积活动对其宿主星系的演化留下了持久的印记。尽管这种所谓的MBH-星系共同进化的重要性，负责驱动这种关系的物理机制-例如来自活动星系核（AGN）的能量反馈的主导模式-仍然是星系组装的一个知之甚少的方面。在星系组装的高峰期及以后，识别和表征活动星系核的一个关键挑战是存在大量的气体和尘埃柱，这些气体和尘埃柱为它们的MBH的生长提供了燃料，但在光学和X射线研究中有效地掩盖了它们。ngVLA的高灵敏度将以无干扰的方式捕获活动星系核到$z \sim 6$及更远的发射。在较低的红移（$z \sim 2$）下，ngVLA的高角分辨率将使空间分辨研究能够在宇宙组装的高峰时期定位其宿主星系内活跃生长的MBH的位置。
2018-10-16 astro-ph.CO astro-ph.GA
The M-sigma and M-L Relations in Galactic Bulges and Determinations of their Intrinsic Scatter
基于49个超大质量黑洞的质量测量值和19个上限值，我们推导了超大质量黑洞质量（M_BH）与主星系核球速度色散（sigma）和光度（L）之间关系的改进版本（M-sigma和M-L关系）。特别注意的是恢复的内在散射（ε_0）在这两个关系。我们找到了log（M_BH/M_sun）= alpha + beta * log（sigma/200 km/s），（alpha，beta，epsilon_0）=（8.12 +/-0.08，4.24 +/-0.41，0.44 +/-0.06）对于所有星系和（alpha，beta，epsilon_0）=（8.23 +/-0.08，3.96 +/-0.42，0.31 +/-0.06）对于椭圆星系。椭圆的结果与以前的研究是一致的，但螺旋恢复的内在散射显着更大。推断的散射加强了需要考虑时，计算本地黑洞质量函数的基础上的M-西格玛关系，并进一步暗示，可能有大量的选择偏差的研究中的M-西格玛关系的演变。我们将M-L关系估计为log（M_BH/M_sun）= alpha + beta * log（L_V/10^11 L_sun，V）of（alpha，beta，epsil_0）=（8.95 +/-0.11，1.11 +/-0.18，0.38 +/-0.09）;仅使用早型星系。这些结果似乎是不敏感的测量误差和分布的固有散射的广泛的假设。我们发现，根据黑洞的影响范围的分辨率…
2009-03-27 astro-ph.CO astro-ph.GA
A normal supermassive black hole in NGC 1277
识别具有“过大质量”的黑洞的星系需要两个测量值：一个黑洞质量（M_bh）和一个宿主球体质量（M_sph，*）。这里我们提供了NGC 1277的测量结果。我们的结构分解显示NGC 1277是一个“经典”椭球体，其Sersic指数n=5.3，半光半径R_e=2.1 kpc，恒星质量为2.7 × 10 ^{11} M_sun（使用M_*/L_V=11.65，Martin-Navarro等人）。这个质量比最初报道的要大一个数量级。利用最新的（M_bh）-n，（M_bh）-（M_sph，*）和（M_bh）-sigma关系式，分别得到了预期的黑洞质量（0.57^{+1.29}_{-0.40}）x10^9 M_sun、（1.58^{+4.04}_{-1.13}）x10^9 M_sun和（2.27^{+4.04}_{-1.44}）x10^9 M_sun（使用sigma=300 km/s），其中“影响范围”为0”.31。我们从凯克一号望远镜上的激光导星辅助自适应光学获得的新的运动学地图戏剧性地重申了这个星系图像中看到的内部，几乎是边缘的圆盘的存在。我们还报告说，这产生了一个大的速度切变（~400 km/s），穿过内部0”.2（70 pc），加上升高的sqrt{sigma^2+（V_rot）^2}值，穿过星系的内部3”.8x0”.6区域。我们新的多高斯展开（MGE）模型和Jeans各向异性MGE（JA…
2016-01-22 astro-ph.GA
CLASH-VLT: Abell~S1063. Cluster assembly history and spectroscopic catalogue
利用CLASH-VLT巡天，我们收集了Abell~ S 1063中1234个光谱确认成员的前所未有的样本，发现了一个动力学复杂结构，z_cl=0.3457，速度色散σ_v=1380 - 32 + 26 km s^-1。我们调查集群环境和动力学的影响，通过分析投影相空间图和轨道作为星系光谱特性的函数。我们根据[OII]发射线的存在和强度、H $δ$吸收线的强度和颜色对星系团进行分类。我们研究了星系的光谱类与它们在投影相空间图中的位置之间的关系。我们分别分析红色和蓝色星系的轨道。通过将观测到的位置和速度与模拟得到的相空间相关联，我们对不同光谱类型星系的吸积红移进行了约束。被动星系主要位于维里化区域，而发射线星系则位于r_200之外，并在之后被吸积到星系团中。发射线和后星爆在r_200内的投影相空间中显示出不对称分布，第一个在Delta_v/sigma <~-1.5$处突出，第二个在Delta_v/ sigma >~ 1.5处突出，这表明后溅星系处于大的正速度。我们发现，低质量的被动星系在集群中的吸积之前的高质量的。这表明，我们只观察到被动的低质量星系在星系团早期作为蓝色星系吸积，有时间淬灭它们的恒星形成。我们还发现红色星系比蓝色星系在更多的径向轨道上运动。这可以解释，如果落入星系可以保持蓝色的切向轨道上移动。
2021-11-03 astro-ph.CO astro-ph.GA
The M_BH - sigma relation for intermediate-mass black holes in globular clusters
对于存在超大质量黑洞（SMBHs）的星系，观测到中心黑洞的质量（M_BH）与宿主星系的有效或中心速度色散（σ）密切相关。这种M_BH -σ标度关系的起源被认为是星系的合并历史，但关于它的起源和在不同质量范围内的行为仍有许多悬而未决的问题需要解决。本文的目标是研究低质量黑洞的黑洞标度关系，其中球状星团（GCs）中的中等质量黑洞（IMBH）进入制度。我们收集了所有现有的报告动态黑洞测量球状星团，提供黑洞质量或上限的14个候选人。我们绘制黑洞质量与不同的集群参数，包括总质量，速度色散，浓度和半质量半径。我们搜索趋势并测试相关性，以便使用一组不同的统计方法来量化其重要性。对于显示出较大显著性的相关性，我们执行线性拟合，考虑不确定性和上限。我们发现了IMBH的质量和球状星团的速度色散之间的一个明确的相关性。正如预期的那样，球状星团的总质量也与IMBH的质量相关。虽然M_BH -σ相关的斜率与SMBH观测到的有很大的不同，但其他标度关系M_BH - M_TOT和M_BH - L与星系中的相关相似。在本样本中没有发现黑洞质量与其他集群属性的显着相关性。
2013-04-26 astro-ph.CO astro-ph.GA
Physical Pathways for JWST-Observed Supermassive Black Holes in the Early Universe
本研究利用GIZMO模拟代码探究早期宇宙直接坍缩黑洞（DCBH）种子的形成增长，通过气体吞噬模型模拟爱丁顿吸积，发现高红移过质量系统的大质量AGN需更高吸积效率的大质量种子，且过密环境更利于持续增长，为未来JWST超深巡天探测首批超大质量黑洞提供了方向。
2024-12-13 astro-ph.CO astro-ph.GA
A two-phase model of galaxy formation: I. The growth of galaxies and supermassive black holes
基于冷暗物质晕快速相变和气体自引力湍动，提出星系形成与超大质量黑洞增长的两阶段模型，通过AGN和SN反馈调节，重现了黑洞质量、星系恒星质量及晕质量的相关性及宇宙学演化。
2024-07-18 astro-ph.GA
A Preferential Growth Channel for Supermassive Black Holes in Elliptical Galaxies at z<2
自$z\sim1$以来椭圆星系中恒星和超大质量黑洞质量的集合可以帮助诊断局部观测到的恒星质量和超大质量黑洞质量之间相关性的起源。因此，我们构建了三个椭圆星系的样本，一个在$z\sim0$和两个在$0.7\lesssim z \lesssim2.5$，并量化它们在$M_{BH}-M_*$平面的相对位置。使用贝叶斯分析框架，我们发现在恒星质量和SMBH质量之间的本地样本和更高的红移样本的平移偏移的证据。恒星质量的偏差很小，与测量偏差一致，但SMBH质量的偏差要大得多，在$z\sim1$和$z\sim0$之间达到7倍。SMBH偏移的幅度也可以取决于红移，在$z\sim 2$处达到$\sim20$的因子。结果是强大的变化，在高和低的红移样品和分析方法的变化。偏移量的大小和红移演化很难用选择和测量偏差来解释。我们的结论是，要么有一个物理机制，优先生长SMBHs在椭圆星系在$z\lesssim 2$，或选择和测量偏差都被低估，并依赖于红移。
2022-12-13 astro-ph.GA
A HR-like diagram for galaxies: the M_BH versus M_G sigma^2 relation
我们证明了位于宿主星系中心的超大质量黑洞的质量与相应的凸起随机运动的动能之间的关系是研究星系演化的有用工具。在log[M_BH] = b + m log[M_G sigma^2/c^2]的形式下，对64个不同形态类型的星系样本的最佳拟合结果是斜率m=0.80，归一化b=4.53。我们注意到，与恒星的H-R图类似，每种形态类型的星系通常在M_BH -（M_G σ ^2）/c^2平面上占据不同的区域。特别是，我们发现椭圆星系在最佳拟合线的上部，透镜星系在中部，晚型星系在下部，中心黑洞的质量给出了年龄的估计，而恒星凸起的动能与每个星系系统的温度直接相关。最后，用M_BH - M_G σ ^2关系得到的线性相关系数、内禀散射和卡方系数的值要比用M_BH -σ或M_BH - M_G关系得到的相应值好。
2009-09-04 astro-ph.GA
The Observational Signatures of Supermassive Black Hole Seeds
最初的黑洞种子的起源和性质仍然有待确定，这些种子会生长以产生所观察到的吸积源种群。要从形成成长中黑洞的组装历史的燃料和动力学中独特地解开播种的特征是一个挑战。为了解决这个问题，我们使用一个半解析模型来跟踪超大质量黑洞的增长，采用多种处方吸积。与早期的治疗相比，我们探讨播种模型和两个吸积模式之间的相互作用。我们发现，签名的初始播种生存在以下观测探测：黑洞的占有率;未解决的X射线背景的贡献;低光度和高红移光度函数;和在引力波事件签名。我们发现，低质量端的M-西格玛关系的行为是由所采用的吸积处方的不确定性，并没有提供明确的区分播种模型。我们对未来的调查做出了具体的预测，特别是对Lynx X射线测量仪和LISA（激光干涉仪空间天线）任务，这两项任务都将对种子种群提供不同但强烈的限制。LISA探测到的黑洞合并和Lynx观测到的高红移类星体光度函数将提供最清晰的播种判别。虽然黑洞播种机制的签名仍然与我们对黑洞吸积和动力学的理解有关，但我们提供了关于如何利用这些即将到来的多波长观测来有效地解开它们的新见解。
2018-09-04 astro-ph.GA
Understanding the Unique Assembly History of Central Group Galaxies
大质量晕中的中央星系（CGs）生活在独特的环境中，其形成历史与主晕的形成历史密切相关。在本星系团中，当恒星质量M_star固定时，它们比场星系和卫星星系（非CG）具有更大的尺寸（$R_e$）和更低的速度色散（sigma），当恒星质量$σ$固定时，它们比场星系和卫星星系（非CG）具有更大的R_e。利用从COSMOS巡天中选取的星系群的光谱观测结果，我们比较了z~0.6处早型CG和非CG的动力学标度关系，以区分产生所需演化的可能机制。与具有类似M_star的非CG相比，CG在固定的$σ$处系统地向更大的R_e偏移。CG R_e-M_star关系也显示出差异，主要是由具有大$R_e$的星系子群体（~15%）驱动的，而M_star-sigma关系是不可区分的。当采用双Sersic配置文件时，这些结果更加突出，该配置文件更适合星系外部区域的光。他们认为，即使是集团规模的CG可以开发扩展的组件，这些红移，可以增加总$R_e$和M_star估计的因素~2。为了探索我们的样本和集群CG之间的进化联系，我们还分析了z~0.6和z~0的两个集群样本。我们发现类似的结果，更大规模的晕在可比的z，但更明显的CG标度关系在低z。因此，外层成分的快速、晚期吸积（可能是通过卫星的剥离和吸积）似乎是区分CG进化历史的一个关键特征。
2014-10-27 astro-ph.GA
Off the Beaten Path: A New Approach to Realistically Model The Orbital Decay of Supermassive Black Holes in Galaxy Formation Simulations
我们引入了一个力修正项，以更好地模拟超大质量黑洞（SMBH）在其宿主星系内运行时所经历的动力学摩擦（DF）。这种新方法准确地遵循SMBH的轨道衰减，并大大改善了常用的平流方法。这里引入的力校正自然与模拟的力分辨率成比例，并随着分辨率的增加而收敛。在受控实验中，我们展示了如何密切遵循分析预测的SMBH的轨道衰减时，粒子质量显着小于SMBH。在一个小星系组装的宇宙学模拟中，我们展示了我们的方法如何允许现实的黑洞轨道。这种方法克服了平流方案的局限性，在平流方案中，黑洞被迅速地人为地推向晕中心，然后被迫合并，而不管它们的轨道如何。我们发现，合并矮星系的SMBH可以花大量的时间远离残余星系的中心。改进SMBH轨道衰变的模型将有助于对SMBH的增长、可探测性和合并率做出可靠的预测，特别是在低星系质量或高红移的情况下。
2015-06-11 astro-ph.GA astro-ph.IM
The mass assembly of high-redshift black holes
利用德尔菲半解析模型研究了宽质量范围内高红移（$z>4$）黑洞（$10^3 < M_{bh}/M_\odot < 10^{10}$）的质量组装和性质.我们的黑洞生长实现包括一个临界晕质量（$M_{h}^{crit}$），低于该质量的黑洞是饥饿的，高于该质量的黑洞可以在爱丁顿极限或与星系的气体含量成比例地增长。因此，在黑洞合并到$z \sim 7 (9)$的初始增长阶段之后，在$M_h|_{z=4} \sim 10^{11.75} ~ (10^{13.4}) M_\odot$的$z=4$晕质量中的超大质量黑洞主要通过星际介质的气体吸积而增长。特别是，我们发现：（i）虽然大部分的吸积发生在主分支的$M_h|_{z=4} \sim 10^{11-12} M_\odot$晕，吸积在二级分支中起着重要的作用，在组装黑洞质量在高质量的晕（$M_h|_{z=4} \gtrsim 10^{12} M_\odot$）;（ii）而爱丁顿比随着红移的降低低质量（$M_{bh} < 10^5 M_\odot$）黑洞，它显示出相反的趋势较大的质量。此外，由于吸积速率取决于宿主晕中存在的气体质量，因此Eddington有限吸积阶段的占空比-可以持续到$\approx 650$ Myr -与黑洞及其宿主晕的联合组装历史密切相关。
2020-10-26 astro-ph.GA
Baryon Cycles in the Biggest Galaxies
宇宙中最大的星系既有巨大的大气层，也有超大质量的中心黑洞。这篇文章回顾了这两个大星系的组成部分如何耦合和调节星系的恒星形成率。超大质量黑洞和大尺度大气之间相互作用的模型表明，当冷气体云吸积到黑洞上时释放的能量使大气悬浮在一种稍微稳定的状态，以形成冷云。越来越多的观测证据表明，许多大质量星系，从星系团的巨大中央星系到我们的银河系，都接近于这种边缘状态。在这种边缘状态下，星系内恒星形成的气体供应与其恒星的中心速度色散（sigma_v）密切相关。因此，我们探讨的后果模型中，黑洞吸积过程中释放的能量关闭恒星形成时，sigma_v超过由星系的超新星加热率确定的临界值。
2022-06-22 astro-ph.GA
Towards an understanding of the evolution of the scaling relations for supermassive black holes
位于大多数星系中心的超大质量黑洞（BH）的生长与驱动星系本身形成的物理过程交织在一起。因此，黑洞的质量（m_BH）与其宿主性质之间关系的演化代表了星系形成过程的关键方面。我们使用的宇宙学模拟，以及分析模型，调查如何以及为什么BH的标度关系随宇宙时间的演变。我们发现，模拟再现了观测到的m_BH与其宿主星系性质之间的红移零关系，以及群内介质的热力学分布，也再现了观测到的大质量星系的m_BH/m_s比值的演化，尽管m_BH/sigma关系的演化与观测明显矛盾。模拟结果表明，星系及其暗物质晕的结合能与m_BH之间的关系不随红移而变化，而m_BH/m_halo的比值随红移而增大. Booth & Schaye（2010）的简单解析模型，其中黑洞的质量由其宿主晕的引力结合能控制，定量地再现了后两个结果。最后，对于低红移（z<1）的大质量星系（m_s~10^11 M_sun），如果这些星系主要通过干合并而生长，我们可以解释它们的m_BH与其宿主星系的恒星成分的质量和结合能之间关系的演化。
2011-01-03 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Supermassive black holes coalescence mediated by massive perturbers: implications for gravitational waves emission and nuclear cluster formation
很大一部分的星系核被认为是超大质量黑洞双星（BHB）的宿主，它们可能是在星系组装和合并的早期阶段形成的。在本文中，我们使用了一个大的国家的最先进的数值模型来调查之间的相互作用的BHB和一个大质量的星团（GC）驱动的银河系中心的动力学摩擦。改变BHB的质量和质量比和GC轨道，我们表明，GC和BHB之间施加的相互反馈形状的整体性能。我们发现，在GC-BHB质量比高于0.1，GC显着影响BHB轨道演化，可能会促进其合并。如果GC在逆行轨道上移动，并且对于不相等质量的BHB，这种效应最大化。我们发现，GC碎片分散在星系核周围，可以导致形成一个核簇，这取决于BHB潮汐场，并从GC中断产生的紧凑的残余物的分布可以携带有关BHB轨道特性的信息。我们发现，红巨星交付的螺旋GC可以被打乱的速度为$\simeq (0.7-7)\times 10^{-7}$年$^{-1}$的BHB质量$\sim 10^7{\rm M}_\odot$，而几十到几百颗恒星可能被观察到的星系晕中的高速恒星，速度高达$\sim 2000$ km s $^{-1}$，这取决于BHB的轨道特性。
2018-12-17 astro-ph.GA
Extrapolating SMBH correlations down the mass scale: the case for IMBHs in globular clusters
恒星质量黑洞（M_bh<10^2 M_sun）和超大质量黑洞（SMBH，M_bh>10^5 M_sun）的经验证据都是很好的。此外，每一个星系的隆起似乎主机SMBH，其质量与隆起的质量，甚至更强烈的中央恒星速度色散σ_c，'M-西格玛'的关系。另一方面，“中等质量”黑洞（IMBH，质量在1^2 - 10^5太阳质量）的证据相对稀少，只有少数在球状星团（GC）、矮星系和低质量活动星系核中的质量测量报告。我们探讨的问题，是否球状星团扩展的M-西格玛关系的星系，以较低的黑洞质量，并发现现有的数据球状星团是一致的外推这种关系。我们使用这个外推的M-西格玛关系来预测那些被认为存在中心IMBH的球状星团的假定黑洞质量。我们讨论了如何球状星团可以被用来作为一个约束的理论作出具体的预测低质量端的M-西格玛关系。
2009-12-03 astro-ph.GA
The role of galactic cold gas in low-level supermassive black hole activity
低层超大质量黑洞（SMBH）活动和银河系冷气体之间的关系的性质，如果有的话，目前还不清楚。在这里，我们测试是否中央黑洞可以在富含气体的星系以更高的速率喂养，探测SMBH活动远低于活跃制度的爱丁顿比~ 1 e-7。我们使用的组合的无线电数据从ALCARFA调查和文献，以及档案X射线通量测量从钱德拉X射线天文台，调查这种潜在的关系。我们构建了一个129个晚型星系的样本，MB<-18到50 Mpc，具有HI质量和敏感的X射线覆盖。其中，75个拥有核X射线源，检测率为58%。核X射线光度LX和星系恒星质量Mstar之间有非常显著的相关性，斜率为1.7+/-0.3，LX和HI气体质量MHI之间有初步的相关性（在2.8 sigma水平上显著）。然而，LX作为Mstar和MHI的函数的联合拟合发现对MHI没有显著依赖性（斜率0.1+/00.3），同样，LX-LX（Mstar）的残差也没有显示出与MHI的趋势; LX和MHI之间的明显相关性似乎完全由Mstar驱动。我们定量地证明，这些结果是强大的X射线二进制污染。我们的结论是，在这些螺旋星系范围内的冷气体含量并不强烈相关的低级别超大质量黑洞活动，并建议加油是一个本地化的过程。
2016-06-14 astro-ph.GA
Modeling the Ages and Metallicities of Early-Type Galaxies in Fundamental Plane Space
最近的观测通过跟踪恒星星族参数、年龄和金属丰度与进入基本面的结构参数、半径和速度色散σ之间的相关性来探测附近椭圆星系的形成历史。这些研究发现了这四个参数之间有趣的相关性。在这项工作中，我们利用一个半解析模型，从Bolshoi宇宙学模拟提取的晕合并树的基础上，预测的结构特性的球状主导星系的分析模型的基础上，已被测试和校准对一个广泛的套流体动力学+N体二进制合并模拟。我们预测的半径，西格玛，光度，年龄和金属的球状为主的星系，使我们能够直接比较观察。我们的模型预测了早期型星系的年龄和西格玛之间的强相关性，年龄和半径之间没有显着的相关性，与观测结果一致。此外，我们预测金属丰度和西格玛之间的强相关性，金属丰度和半径之间的弱相关性，与观测定性一致。我们发现，与西格玛的相关性出现作为一个结果，西格玛和星系组装时间之间的强联系。较小的合并会产生半径的较大变化，而sigma几乎相同，这解释了半径的较弱趋势。
2014-07-08 astro-ph.GA
Exhaustion of the gas next to M31's supermassive black hole
在IRAM Plateau de Bure进行的新观测揭示了仙女座黑洞附近没有分子气体。我们推导出一个3西格玛上限的分子气体质量为4300 Msol的线宽为1000公里/秒。这与红外线观测结果一致，红外线观测结果揭示了黑洞旁边的尘埃排放孔。一些来自恒星反馈的气体预计来自古老的偏心恒星盘人口，但它不会在黑洞附近吸积。这种气体的缺乏解释了在这个区域观察到的恒星形成的缺乏，而在银河系中的Sgr A* 旁边观察到的情况相反。要么气体已经被黑洞吞噬，要么是反馈机制将气体推到了中央1 pc之外。尽管如此，我们还是在距离黑洞2.4”处探测到了一小团速度色散非常小的气体。这个团簇气体很可能是在投影中看到的，因为它不跟随黑洞周围圆盘的旋转，它的速度色散比预期的速度梯度小10倍，来自黑洞的潮汐剪切需要这个团簇的气体密度，这与我们的观测结果不一致。
2017-10-16 astro-ph.GA
Supermassive stars with embedded stellar black hole cores: dense assembling star clusters as faint multiple Little Red Dot systems
University of Cambridge（剑桥大学）；Kavli Institute for Cosmology, Cambridge (KICC), University of Cambridge（剑桥大学卡弗里宇宙学研究所）；Max-Planck-Institut für Astrophysik（马克斯·普朗克天体物理研究所）
研究通过模拟高密度星团中恒星碰撞，探讨超大质量恒星和潜在中间质量黑洞的形成，指出嵌套黑洞可能成为引力波源。
2026-10-30 astro-ph.GA
