Low-mass and High-mass Supermassive Blackholes In Radio-Loud AGNs Are Spun-up in Different Evolution Paths
超大质量黑洞如何旋转是现代天体物理学的一个重要问题。作为Wang等人（2016）研究的延伸，我们在这里通过比较附近（$z<0.05$）射电选择的Seyfert 2星系的宿主星系特性来解决这个问题。通过对SDSS $r$波段图像的二维球+盘分解，我们确定了射电强大的SMBH的各种宿主星系属性的二分法。通过假设来自喷流的无线电发射反映了高SMBH自旋，这源于众所周知的喷流产生的BZ机制，高质量SMBH（即，$M_{\mathrm{BH}}>10^{7.9}M_\odot$）优选在经典的凸起中旋转，而低质量SMBH（即，$M_{\mathrm{BH}}=10^{6-7}M_\odot$）。这种二分法表明并证实了高质量和低质量SMBH以不同的方式旋转，即，一场重大的“干”合并和一场世俗的演变。
2019-05-22 astro-ph.CO astro-ph.GA
Connecting Star Formation Quenching with Galaxy Structure and Supermassive Black Holes through Gravitational Heating of Cooling Flows
最近的观测表明，星系中恒星形成猝灭与星系结构有关。在这里，我们提出了一个新的机制来解释这种相关性的物理起源。我们假设，虽然静止的星系保持淬火的反馈机制，冷却流的热晕气体仍然可以间歇性地发展。我们研究冷却流在一个大的套件约90流体动力学模拟的一个孤立的星系群，并发现流的发展显着依赖于在中央星系的引力势阱。如果星系的引力不够强，冷却流会导致中心冷却灾难，为星系凸起提供冷气体和恒星形成。当膨胀变得足够突出时，压缩加热开始抵消辐射冷却，并在不产生冷却灾难的情况下维持长期热模式的冷却流。因此，我们的模型描述了一个自我限制的增长通道的星系凸起，并自然地解释了淬火和凸起突出之间的联系。特别是，我们明确表明，$M_{*}/R_{\rm eff}^{1.5}$是一个很好的结构预测淬火。我们进一步发现，从中央超大质量黑洞的重力也影响冷却流的双峰命运，并预测一个更一般的淬火预测是$M_{\rm bh}^{1.6}M_{*}/R_{\rm eff}^{1.5}$，这可能会在未来的观测研究进行测试。
2014-11-27 astro-ph.CO astro-ph.GA
Disk Assembly and the M_BH-sigma Relation of Supermassive Black Holes
最近的哈勃太空望远镜（HST）观测表明，大多数z ~ 1-3的活动星系核（AGN）都存在于孤立的盘状星系中，这与通常认为活动星系核是由星系合并引发的观点相反。在这里，我们发展了一个新的测试的宇宙演化的超大质量黑洞（SMBH）在盘星系考虑本地人口的SMBH。我们表明，当盘组装时，螺旋星系中需要大量的SMBH增长。SMBH的质量与其所在椭球体的速度色散之间存在着密切的关系，即M_BH-σ关系。在盘状星系中，球状体是我们感兴趣的部分。我们探讨了当在M_BH-sigma关系上的凸起与SMBH一起形成，然后在它们周围慢慢地重新形成一个盘时，M_BH-sigma关系的演化。盘的形成压缩了凸起，提高了它的σ。我们提出的证据，这种压缩的形式更大的速度色散的经典凸起相比，在相同质量的椭圆星系。如果不伴随增加的M_BH，则该压缩导致M_BH-西格玛关系中的偏移。我们根据光度数据量化了预期的偏移，并表明，平均而言，SMBH必须增长约50-65%才能保持M_BH-sigma关系。我们没有发现经典的凸起和椭圆星系的M_BH-σ关系有明显的偏移，这意味着SMBH一直与盘一起生长。我们的模拟表明，SMBH增长是必要的本地人口的盘星系保持在M_BH-西格玛关系。
2013-01-12 astro-ph.CO astro-ph.GA
Coevolution Between Supermassive Black Holes and Bulges Is Not Via Internal Feedback Regulation But By Rationed Gas Supply Due To Angular Momentum Distribution
我们的理由是，如果没有物理微调，超大质量黑洞（SMBHS）和恒星凸起都无法通过赶走已经下降的冷气体来自我调节或相互调节，以产生它们之间观察到的相关性。我们提出了另一种方案，即观测到的SMBHs的质量比凸起反映的角动量分布的infallen气体，使质量达到稳定的吸积盘是一个小部分，达到凸起区域，平均在宇宙学的时间尺度。我们测试这种情况下使用高分辨率，大规模的宇宙流体动力学模拟（没有AGN反馈），假设角动量分布的气体降落在隆起区域产生一个Mestel光盘，独立的模拟解决的SMBHs的Bondi半径的支持。发现自由下落到亚秒差距区域并吸积到SMBH的极低角动量气体与整个恒星形成速率之间的质量比为$0.1-0.3\%$，发现该比值随着红移的增加而增加，并在$\sim 2$的因子内，这表明SMBH与凸起的比值几乎与红移无关，随着红移的增加而适度增加，这是一个可检验的预测。此外，高爱丁顿比的活动星系核（AGN）的占空比预计将显着增加红移。最后，虽然SMBH和凸起被发现共同发展的$\sim 30-150$万年或更长的时间尺度上，有迹象表明，在较短的时间尺度上，SMBH吸积率和恒星的形成可能不太相关。
2015-04-27 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 evolution of supermassive blackhole mass--bulge mass relation by a semi-analytic model, $ν^2$GC
研究利用 ν²GC 半解析模型揭示 SMBH 质量–核球质量关系随红移由高红移双序列演化为局域单一关系，并合与盘不稳定性分别主导不同序列。
2024-05-13 astro-ph.GA
Mass-redshift dependency of Supermassive Black Hole Binaries for the Gravitational Wave Background
本研究结合六套宇宙学模拟与含红移演化的解析模型及贝叶斯推断，预测并约束超大质量黑洞双星引力波背景，分析黑洞–核球质量关系和并合率的质量、红移依赖。
2024-03-12 astro-ph.CO astro-ph.GA
Classical bulges, supermassive blackholes and AGN feedback: Extension to low-mass galaxies
采用Lu et al. 2014 a的恒星形成速率与晕质量增长关系的经验模型，预测了中心星系的经典核球质量（$M_{\rm cb}$）-恒星总质量（$M_\star$）关系。假设超大质量黑洞（SMBH）质量（$M_{\rm BH}$）与经典核球质量成正比，其比例关系由大质量星系的比例关系给出，预言了一个$M_{\rm BH}$ - $M_\star$关系，该关系与不同类型星系的观测关系很好地吻合.特别地，该模型再现了在$M_\star=10^{10.5}$ - $10^{11}M_{\odot}$处的强转变，低于该转变，$M_{\rm BH}$随着$M_\star$的减小而迅速下降。我们的模型预测在$M_\star <10^{10.5}M_{\odot}$的新序列，其中$M_{\rm BH} \propto M_\star$，但幅度是$\sim 50$的因子，低于在$M_\star>10^{11}M_{\odot}$的序列的幅度。如果所有的SMBH都是通过类似的类星体模式以百分之几的反馈效率生长的，那么在红移$z\gtrsim 2$的低质量星系中产生的能量可以将环星系介质加热到特定的熵水平，这是防止低质量暗物质晕中过度形成恒星所必需的。
2015-03-31 astro-ph.GA
Correlations between Supermassive Black Holes and their Hosts in Active Galaxies
近几十年来，人们发现了中心超大质量黑洞（BH）的质量与宿主星系的性质（如球核光度和质量、中心恒星速度色散、Sérsic指数、螺旋螺距角等）之间的关系，并指出BH与宿主星系的共同演化。在这篇文章中，我回顾了一些不活跃星系的这些关系，并讨论了一个活动星系核/类星体的主机星系的调查结果。我提出了我们小组的结果，发现活动星系在$z\lesssim 0.1$不遵循BH质量-隆起光度关系。此外，我显示近红外积分场光谱数据表明，年轻的恒星星族造成的隆起overluminosity，并表明宿主星系的增长开始第一。最后，我讨论BH主机协同进化的影响。
2016-11-23 astro-ph.GA
2D Surface Brightness Modelling of Large 2MASS Galaxies II: The Role of Classical Bulges and Pseudobulges on Galaxy Scaling Relations and its implication for Supermassive Black Hole Formation
本研究对119个近邻星系开展二维多组分表面亮度建模，重新探究各类星系标度关系，发现经典核球与伪核球在标度关系、光度上存在差异，且伪核球的黑洞不遵循早型星系标度关系，最终给出适合地面动力学测黑洞质量的候选星系样本。
2025-02-24 astro-ph.GA
The SINFONI Black Hole Survey: The Black Hole Fundamental Plane revisited and the paths of (co-) evolution of supermassive black holes and bulges
我们研究了黑洞质量$M_{BH}$、速度色散$σ$、球球质量$M_{Bu}$、球球平均密度$ρ_h$和球球半质量半径$r_h$之间的相关性，建立了一个包含97个星系的数据库（31个核心椭圆星系，17个幂律椭圆星系，30个经典凸起，19个伪凸起）加入72个星系从文献中观察到的25个星系在我们最近的SINFONI黑洞调查。第一次讨论了全误差协方差矩阵。我们分析了众所周知的$M_{BH}-σ$和$M_{BH}-M_{Bu}$关系，并建立了$M_{Bu}$和$r_h$之间存在统计学显著相关性，以及$M_{Bu}$和$ρ_h$之间存在反相关性。我们建立了五个重要的二元相关性（$M_{BH}-σ-ρ_h$，$M_{BH}-σ-r_h$，$M_{BH}-M_{Bu}-σ$，$M_{BH}-M_{Bu}-ρ_h$，$M_{BH}-M_{Bu}-r_h$），预测77个核心和幂律椭圆星系和经典凸起的$M_{BH}$，测量和固有散射分别小到$\approx 0.36$ dex和$\approx 0.33$ dex，或0.26 dex时，考虑Kormendy和Ho（2013）定义的45个星系的子样本。相比之下，伪凸起具有系统性较低的$M_{BH}$，但在球形密度$ρ_h\ge 10^{10} M_\odot/kpc^3$或尺度长度$r_h\le 1$ kpc处接近所有上述关系的预测。这些发现适合在BH和经…
2016-01-20 astro-ph.GA
Limits on the growth rate of supermassive black holes at early cosmic epochs
研究活动星系核风反馈对超大质量黑洞（SMBH）吸积速率和质量演化的影响。它表明，在合理的假设下，气体可以提供给SMBH在一个年轻的星系中心的速率，是有限的$\sim 20 (σ/350~ {\rm km ~s^{-1}})^4~M_\odot/yr$（其中$σ$是主机鼓的速度色散）的相互作用的风从吸积流的最里面的区域与气体的鼓。这个速率与黑洞的质量无关，但对宿主核球的性质很敏感。它进一步认为，风和流入的气体在隆起的相互作用，可以强烈地影响在超爱丁顿制度的吸积流的结构，可能导致高度超爱丁顿吸积到SMBH。在吸积阶段开始后约3亿年，活动星系核风将所有气体从核球中驱逐出去，吸积速率受到强烈抑制。这一假设与最近的观测结果非常一致，因为它（i）揭示了观测到的最大吸积速率的起源，（ii）解释了在高红移处推测的SMBH增长速率（独立于它们的初始种子质量），（iii）阐明了在较低的红移吸积率下降，和（iv）解释之间的关系$σ$和中央SMBH的质量$M_{BH}$，在本地宇宙中测量。
2017-09-13 astro-ph.GA
Bulgeless Evolution And the Rise of Discs (BEARD) II. The role of mergers in shaping the Milky Way analogues in TNG50
Donostia International Physics Centre (DIPC)（多诺西亚国际物理中心）；Universidad de Córdoba（科尔多瓦大学）；Universidad de La Laguna（拉帕尔马大学）；Instituto de Astrofísica de Canarias（加那利群岛天体物理学研究所）
研究无核盘银河系的形成和演化，通过Mordor的运动学分解确定B/D<0.08的无核盘银河系，发现74%的无核盘银河系经历至少一次重大合并，揭示了无核盘和有核盘银河系在形成时间、质量、角动量等方面的不同特征。
2026-05-18 astro-ph.GA
Constraints on Black Hole/Host Galaxy Co-evolution and Binary Stalling Using Pulsar Timing Arrays
脉冲星计时阵列现在对来自双超大质量黑洞的引力波背景设置了越来越严格的限制。但是，随着上限越来越受到限制，星系演化又意味着什么呢？我们调查的天体物理参数有最大的影响应变谱预测，并提供了一个简单的框架，直接转换测量值之间的参数的星系演化和PTA限制的引力波背景的二元超大质量黑洞。我们发现，最有影响力的观察是一个主机星系的中央隆起和它的中央黑洞，$\mbox{$ M_{\bullet} $-$ M_{\rm bulge} $}$，这对特征应变振幅的平均值有最大的影响之间的关系。然而，每个预测的方差主要是由星系恒星质量函数的不确定性。使用具有最佳公开PTA限制的此框架，我们可以对$\mbox{$ M_{\bullet} $-$ M_{\rm bulge} $}$关系的形状和分散设置限制。我们发现，我们的限制是在竞争与应变预测使用两个领先的测量这种关系。我们调查了几个可能的原因，这种分歧。如果在引力波背景的简单幂律模型中，我们认为$\mbox{$ M_{\bullet} $-$ M_{\rm bulge} $}$关系式是正确的，那么通过在星系合并和超大质量黑洞演化到亚秒差距尺度之间允许一个额外的“停滞”时间，在这个时间尺度上的下限是$\sim 1-2$ Gyr，这种不一致性是可以调和的。
2016-03-31 astro-ph.CO astro-ph.GA
Mega parsec relativistic jets launched from an accreting supermassive blackhole in an extreme spiral galaxy
射电星系现象与活动星系核（AGN）中发现的质量吸积、旋转的超大质量黑洞直接相关。目前还不清楚数百到数千kpc尺度的相对论性等离子体的准直喷流是如何形成的，以及为什么它们几乎总是从核球为主的椭圆星系而不是扁平螺旋星系的核中发射出来。在这里，我们发现了巨大的射电源J2345-0449（z=0.0755），这是一个清晰而极其罕见的反例，其中相对论喷流是从一个明亮而巨大的螺旋星系中喷射出来的，规模约为1.6 Mpc，是迄今为止已知的最大的。在这个没有凸起的螺旋星系中观察到的极端物理性质，例如它的高光学和红外光度、大动力学质量、快速的盘旋转和间歇性喷流活动，可能是其不寻常的形成历史的结果，它还通过从盘中吸积气体，聚集了其中心质量大于2 x 10^8太阳的黑洞。该星系非常高的中红外光度表明它正在积极地形成恒星，并仍在建造一个巨大的圆盘。我们认为，这些强大的喷气机的发射是由平流主导的，磁化吸积流在低爱丁顿率到这个异常巨大的（一个无凸起的盘星系），可能是快速旋转的中央黑洞。因此，J2345-0449是一个极其罕见的星系系统，其性质挑战了盘状星系中黑洞生长和相对论喷流形成的标准范式。因此，它提供了基本的洞察吸积盘-相对论性喷流耦合过程。
2014-04-29 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Evolutionary Pathway of Low-mass Supermassive Black Holes at Intermediate Redshift: Insights from the JADES Survey
本文基于JADES巡天研究中等红移低质量超大质量黑洞与宿主星系的关系，发现其黑洞-恒星质量比显著低于高红移AGN，并提出星系优先演化的路径。
2025-07-02 astro-ph.GA
Supermassive black hole wake or bulgeless edge-on galaxy? II: Order-of-magnitude analysis of the two physical scenarios
该研究通过概率分析比较了vD23天体两种解释：逃逸超大质量黑洞尾迹或无核球侧向星系，发现后者概率高出约11个数量级，奥卡姆剃刀原则支持侧向星系解释。
2023-09-05 astro-ph.GA
Early Growing Supermassive Black Holes Strengthen Bars and Boxy/Peanut Bulges
通过N体模拟发现，在棒形成早期引入超大质量黑洞可增强棒状结构和盒状/花生状核球，通过加热内盘增加被共振捕获的恒星比例，而后期引入则削弱棒。
2023-11-16 astro-ph.GA
The Co-Evolution of Galaxies and Supermassive Black Holes: Insights from Surveys of the Contemporary Universe
我们总结了当代宇宙的大型调查告诉我们的物理和现象学的过程中，连接的形成和星系及其中央超大质量黑洞的演变。我们提出了一个图片中的人口活动星系核可以分为两个不同的人口。辐射型活动星系核与产生辐射能的黑洞有关，这些黑洞以超过爱丁顿极限的1%的速度吸积。它们主要与质量较小的黑洞在高密度的伪凸起中以足以在~10 Gyr内产生这些黑洞的总质量预算的速率生长有关。环核环境包含高密度的冷气体和相关的恒星形成。主要的合并是不是主要的机制，运输这种气体向内，长期的过程似乎占主导地位。恒星反馈在这些天体中是普遍的，而强的活动星系核反馈只在最强大的活动星系核中才能看到。在喷流模式活动星系核中，大量的能量输出以平行流出（喷流）的形式出现。这些活动星系核与质量更大的（经典的）球状体和椭圆星系中质量更大的黑洞有关。无论是这些黑洞的吸积，还是它们的主核中的恒星形成，在今天都不重要。这些活动星系核很可能是由缓慢冷却的热气体的吸积提供燃料的，而这种缓慢冷却的热气体受到活动星系核射电源提供的反馈/加热的限制。对高红移宇宙的观测也描绘了类似的画面。（节录）。
2014-03-18 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
NGC 307 and the Effects of Dark-Matter Haloes on Measuring Supermassive Black Holes in Disc Galaxies
我们目前的恒星动力学测量的中心超大质量黑洞（SMBH）在S 0星系NGC 307，使用自适应光学IFU数据从VLT-SINFONI。我们调查的影响，包括暗物质晕，以及多个恒星组件具有不同的质量-光（M/L）比的动力学模型。没有晕和一个单一的恒星成分的模型产生一个相对较差的拟合与一个低的值的SMBH质量（$7.0 \pm 1.0 \times 10^{7} M_{\odot}$）和一个高的恒星M/L比（K波段M/L = $1.3 \pm 0.1$）。添加晕圈会产生更好的拟合，SMBH质量（$2.0 \pm 0.5 \times 10^{8} M_{\odot}$）显著更大，M/L比（$1.1 \pm 0.1$）更低。没有晕圈但具有单独的隆起和椎间盘组件的模型产生了类似的良好拟合，SMBH质量（$3.0 \pm 0.5 \times 10^{8} M_{\odot}$）略大，隆起组件的M/L比相同，尽管椎间盘M/L比偏高（椎间盘M/L $ = 1.9 \pm 0.1$）。在两恒星成分模型中加入一个晕，会使$1.0 \pm 0.1$的盘面M/L比更加合理，但对SMBH质量（$2.2 \pm 0.6 \times 10^{8} M_{\odot}$）只有适度的影响，而凸起的M/L比保持不变。这表明，测量SMBH质量在盘星系中只使用一个单一的恒星组件和没有晕有同样的缺点，因为它没有椭圆星系，…
2017-09-26 astro-ph.GA
On The Role of Supermassive Black Holes in Quenching Star Formation in Local Central Galaxies
在这项工作中，我们分析的作用，AGN反馈淬火恒星形成的大质量，中央星系在本地宇宙。特别是，我们比较了两个半解析模型（L-GALAXIES和SAGE）具有不同的AGN反馈方案的预测，SDSS DR 7利用一种新的技术来识别观测数据集中的中央星系。这使我们能够研究模型的被动分数，这是预测将被抑制的活动星系核的反馈，和观察到的被动分数在观测动机的参数空间之间的相关性。虽然观察到的中心星系的被动分数显示出良好的相关性与恒星质量和球质量，被动分数在L-星系与晕和黑洞质量。对于SAGE，被动分数也与隆突质量相关。在这两个模型中，SAGE在黑洞-凸起质量（M_BH - M_Bulge）关系中具有较小的分散性，并且在z \sim 0处的斜率与最近的观测结果更一致。尽管SAGE中的射电模反馈更现实，但仍然存在与观测到的被动分数和淬灭星系分布有关的紧张关系。这些张力可能是由于对生活在非解析子结构中的星系的处理以及由此产生的更高的合并率，这可能会带来可用于恒星形成的冷气体。
2019-08-13 astro-ph.GA
Supermassive black holes and their host spheroids II. The red and blue sequence in the $M_{\rm BH} - M_{\rm *,sph}$ diagram
在我们的第一篇论文中，我们进行了详细的（即凸起，磁盘，酒吧，旋臂，环，晕，核等）。66个星系的分解，与直接测量的黑洞质量，$M_{BH}$，已在$3.6~μm$与斯皮策成像。我们的样本是迄今为止最大的，并且首次检查了分解与星系运动学的一致性。我们提出了$M_{ BH}$和宿主球体（和星系）光度，$L_{sph}$（和$L_{gal}$），也恒星质量，$M_{*,sph}$之间的相关性。虽然大多数以前的研究使用的星系样本是压倒性的高质量，早期类型的星系占主导地位，我们的样本包括17个旋涡星系，其中一半有$M_{BH} < 10^7~M_\odot$，并使我们能够更好地调查研究不足的低质量端的$M_{BH} - M_{*,sph}$相关性。早型星系的凸起遵循$M_{BH} \propto M_{*,sph}^{1.04 \pm 0.10}$，并定义了一个紧的红色序列，具有内禀散射$ε= 0.43 \pm 0.06~dex$和$0.68 \pm 0.04\%$的中值$M_{BH}/M_{*,sph}$比，即~ $\pm 2σ$范围为0.1- 5%。在低质量的一端，晚型星系的凸起定义了一个陡峭得多的蓝色序列，$M_{BH} \propto M_{*,sph}^{2-3}$，表明在它们共同进化的过程中，富含气体的过程比宿主凸起更有效地为黑洞提供能量。我们还报告：i）我们的Sersic星系样本…
2015-11-23 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
From Seeds to Supermassive Black Holes: Capture, Growth, Migration, and Pairing in Dense Proto-Bulge Environments
本文提出一种新情景：致密原核球环境中种子黑洞通过超爱丁顿气体捕获、星团并合驱动的快速迁移和双星配对，在百万年内增长为超大质量黑洞，解释了高红移星系中快速形成与并合之谜。
2024-07-08 astro-ph.GA astro-ph.HE
Overmassive supermassive black holes in SDSS close galaxy pairs
University of Colorado Boulder（科罗拉多大学博尔德分校）
本研究利用SDSS增值星表，发现近邻星系对中部分AGN的SMBH增长快于核球，且两种标度关系预测的黑洞并合比例存在显著差异，对引力波和高红移超重SMBH预测有重要意义。
2026-08-31 astro-ph.GA
Black Hole Starvation and Bulge Evolution in a Milky Way-like Galaxy
我们提出了一个新的放大的流体动力学模拟，“Erisbh”，它遵循的宇宙演化和反馈效应的超大质量黑洞在银河系型星系的中心。ErisBH与接近银河系的类似物“Eris”共享相同的初始条件，分辨率，气体冷却，恒星形成和反馈的配方，但它也包括超大质量黑洞的形成，生长和反馈的处方。我们发现星系中心的黑洞主要是通过与来自坠落卫星星系的其他黑洞合并而增长的。气体吸积的增长是最小的，因为很少有气体达到千秒差距以下的尺度。最后一个黑洞，在z=0时，大约有260万太阳质量，它位于MBH-MBulge和MBH-sigma平面上SgrA* 的位置附近，与观测到的伪凸一致。考虑到气体吸积导致的有限增长，我们认为中心黑洞的质量在z~8时应该已经超过10^5个太阳质量。活动星系核反馈对宿主星系的影响仅限于非常中心的几百秒差距。尽管活动星系核的反馈很弱，但它的反馈似乎是造成中心隆起相对于原始厄里斯星的有限增长的原因，这导致了内部几千秒差距内的旋转曲线明显变平。此外，Eris BH的圆盘更容易不稳定，因为它的凸起较小，圆盘比Eris大。因此，ErisBH的磁盘经历了一个更强的动力学演化相对于厄里斯和z=0.3左右的弱酒吧成长为一个强大的酒吧的几个磁盘尺度长度的大小。这条磁棒在几百秒差距内引发了恒星形成的爆发，为中心的黑洞提供了适量的新燃料，并导致ErisBH的凸起在z=0时具有盒子/花生的形态。（节录）
2015-08-28 astro-ph.CO astro-ph.GA
Evidence for non-merger co-evolution of galaxies and their supermassive black holes
利用 Horizon-AGN 模拟研究无并合星系，发现即使无并合，黑洞-星系标度关系依然存在，且共同演化由射电模式反馈主导，表明并合间隔期对共同演化有重要贡献。
2023-06-13 astro-ph.GA
Cusps and Cores in the presence of galactic bulges
在本文中，我们研究如何在星系中的隆起形成的影响，其内部的密度分布，通过一个扩展版本的Del Popolo（2009）的半解析模型。与Del Popolo（2009）一样，该模型考虑了重子绝热收缩、有序和随机角动量、动力学摩擦的影响，并在之前的模型基础上增加了气体冷却、恒星形成、超新星反馈和再电离的影响。我们的模型表明，矮星系是无凸起的，与观测结果一致，其中绝大多数没有恒星凸起，其特点是由一个平坦的轮廓很好地描述了Burkert配置文件。{We然后研究了添加到{cored} DM晕圈中的凸起对密度分布的影响}。对于质量为$10^{11} M_{\odot}$的星系，内部密度剖面的斜率为$α\simeq 0.65$，而星系的隆起为$4.5 \times 10^{9} M_{\odot}$，如果不考虑隆起的形成，则斜率为$α\simeq 0.55$。如果凸起较大，则为$6.5 \times 10^{9} M_{\odot}$，斜率为$α\simeq 0.7$。在具有$10^{12} M_{\odot}$的较大星系的情况下，斜率为$α\simeq 0.85$，而在没有凸起的情况下，斜率为$α\simeq 0.75$。最后，我们研究了内斜率$α$如何随隆起质量而变化，并发现了这两个量之间的相关性。结果表明，凸起的形成在塑造内部DM密度分布中具有重要作用，与Inoue & Saitoh（201…
2014-01-25 astro-ph.CO astro-ph.GA
Coevolution (Or Not) of Supermassive Black Holes and Host Galaxies: Black Hole Scaling Relations Are Not Biased by Selection Effects
本文的口头版本总结了Kormendy & Ho 2013，ARA&A，51，511。然而，在这次研讨会上的早期发言者担心选择效应会使黑洞标度关系的推导产生偏差。因此，我增加了-这篇论文强调-一个讨论，为什么我们可以相信，选择效应不偏置BH质量M_BH和光度，恒星质量，速度色散的主机椭圆和经典的凸起之间的相关性。这些是唯一显示出BH-宿主紧密相关性的星系成分。M_BH的散点图与主机属性的pseudobulges和磁盘是上信封的散射，并延伸到较低的BH质量。BH的相关性是最一致的图片中，BH的共同发展，只有经典的凸起和椭圆。Kormendy & Ho 2013提出了四种共同进化的物理机制（或不），并在这里进行了总结。
2019-09-24 astro-ph.GA
Discovery of a Population of Bulgeless Galaxies with Extremely Red Mid-IR Colors: Obscured AGN Activity in the Low Mass Regime?
相对于大质量的星系，在低质量或无凸起的星系中，很少有超大质量黑洞（SMBH）。这样的人口可以提供线索的起源SMBH和世俗的途径，为他们的成长。利用全天宽视场红外巡天探测器（WISE）的巡天观测，以及斯隆数字巡天（SDSS）数据Release 7的球到盘分解，我们报告发现了一群局部（z<0.3）无球盘星系，它们具有极红的中红外颜色，强烈暗示着一个占主导地位的活动星系核（AGN），尽管在它们的SDSS光谱中没有光学AGN信号。使用各种中红外线的选择标准，从文献中，有30至300多个可能的活动星系核的无球星系。其他已知的可以将尘埃加热到高温的情况似乎无法解释该样品的观察到的颜色。如果这些星系被证实为活动星系核的宿主，这项研究将为描述低核团质量区SMBH的性质以及理解它们与宿主星系的关系提供突破。中红外选择识别活动星系核，主导其宿主星系的发射，因此揭示了一个不同的活动星系核人口比光学研究发现。我们发现，所有的星系被确定为候选AGN的WISE的分数是最高的在较低的恒星质量和下降显着地在较高的质量星系，从光学研究的结果形成鲜明对比。
2014-01-21 astro-ph.CO astro-ph.GA
Physics of Coevolution of Galaxies and Supermassive Black Holes
提出了一个基于物理的星系与超大质量黑洞（SMBH）共同演化的新模型。演化的轨迹始于一个在星系中心区域引发重大恒星暴增的事件。在这个模型中，主要的SMBH增长发生在恒星暴后阶段，由来自内部核球恒星的再循环气体以自我调节的方式提供燃料，时间尺度大大长于1亿年，并且随着时间的推移，爱丁顿比率逐渐减小。我们认为，SMBH不能狼吞虎咽自己在星爆阶段，尽管有丰富的冷气体供应，因为恒星的形成是一个首选的模式，在这样的环境中的气体消耗比吸积中央SMBH。我们还表明，从恒星形成的反馈至少是一样强，从活动星系核，因此，如果恒星形成需要被淬火，活动星系核反馈一般不发挥主要作用。SMBH质量和隆起质量/速度分散之间的预测关系与观测结果一致。一个明确的预测是，高Eddingtion率活动星系核的早型星系宿主预计将是浅蓝色到绿色的光学颜色，逐渐演变为红色序列随着活动星系核亮度的下降。一套可证伪的预测和影响，就各种类型的星系和活动星系核之间的关系，和其他人，。对于那些可以与现存观测进行比较的地方，该模型似乎具有良好的信誉。
2012-05-23 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Obscured AGNs in Bulgeless Hosts discovered by WISE: The Case Study of SDSS J1224+5555
越来越多的证据表明，超大质量黑洞是在无球星系中形成和成长的。然而，一个强大的测定的部分AGN在无球星系，一个重要的约束模型的超大质量黑洞种子形成和合并的AGN燃料模型，是未知的，因为光学研究已被证明是不完整的低质量AGN。在最近的一项研究中，我们使用宽视场红外巡天探测器发现了数百个无凸起的星系，它们显示出极热尘埃的中红外特征，暗示着强大的吸积大质量黑洞，尽管在光学波长上没有黑洞活动的特征。在这里，我们报告的X射线跟踪观测J122434.66+555522.3，附近（z=0.052）孤立的无球星系，包含一个未解决的X射线源检测在3西格玛水平的XMM-牛顿与观察到的光度L{2-10~keV}=1.1+/-0.4 10^40尔格/秒的内在吸收。利用大双筒望远镜进行的地基近红外光谱分析以及从紫外到毫米波的多波长观测表明，J1224+5555拥有一个高吸收活动星系核，其本征吸收率约为NH >10^24 cm^-2。经过吸收校正的活动星系核的硬X射线光度为L{2-10~keV}~ 3 × 10^42尔格/s，根据辐射热校正因子，这对应于活动星系核的辐射热光度为6 × 10^43尔格/s ~ 3 × 10^44尔格/s，而根据爱丁顿极限，黑洞的质量下限为MBH~ 2 × 10^6 Msun。
2016-06-03 astro-ph.GA
The case for the fundamental $M_{\rm BH}$-$σ$ relation
宿主星系的性质（如恒星质量、球质量、光度、有效半径等）与其核超大质量黑洞的质点之间存在强标度关系，并趋向于紧密的协同演化。在这项工作中，我们首先回顾以前的努力支持超大质量黑洞质量和恒星速度色散（$M_{\rm BH}$ - $σ_{\rm e}$）之间的关系的根本重要性。然后，我们提出了进一步的原始工作支持这一主张，通过残差分析和主成分分析适用于一些最新的汇编本地星系样本与动态测量的超大质量黑洞质量。最后，我们审查的主要物理场景有利于存在一个$M_{\rm BH}$ - $σ_{\rm e}$的关系，重点是动量驱动的外流。
2020-03-31 astro-ph.CO astro-ph.GA
Empirical Constraints on the Coevolution of Supermassive Black Holes and their Host Spheroids
通过考察MBH-σ关系中的内禀散射与星系辐射热核光度之间的关系，研究了MBH-σ关系的演化，后者是探测黑洞吸积率的一种方法.我们的样本是由星系的经典隆起时，可能的，其中38个动态测量的黑洞质量，和17个黑洞质量测量混响映射。为了得到低核光度星系的辐射热核光度，我们将Chandra测量的X射线核光度转换为辐射热光度。我们发现MBH-σ关系中的散射与核光度在7个数量级以上不相关，高光度端接近爱丁顿光度。这表明，在目前的时代，星系的发展沿MBH-σ关系。这一结论与黑洞与其宿主恒星球状体同时生长的标准范式是一致的。
2011-09-30 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Millennium Galaxy Catalogue: The $M_{bh}$--$L_{spheroid}$ derived supermassive black hole mass function
利用最近修正的超大质量黑洞质量与宿主椭球体光度之间的经验关系，对千年星系表中的1743个星系进行了超大质量黑洞质量的估算. MGC球状体光度是基于$R^{1/n}$ -凸起加指数圆盘分解。大多数黑洞质量位于$10^6 M_{\odot}$和$2\times10^9 M_{\odot}$的上限之间。使用先前确定的空间密度权重，我们推导出SMBH质量函数，我们适合与Schechter函数。在$10^6< M_{bh}/ M_{\odot} < 10^{10}$上积分黑洞质量函数，得到早型星系的超大质量黑洞质量密度为（$3.8 \pm 0.6) \times 10^5 h^{3}_{70} M_{\odot}$ Mpc $^{-3}$，晚型星系的质量密度为（$0.96 \pm 0.2) \times10^5 h^{3}_{70} M_{\odot}$ Mpc $^{-3}$.误差估计从Monte Carlo模拟，其中包括在$M_{bh}$ - $L$关系的不确定性，宿主球体的光度和内在的$M_{bh}$ - $L$关系的散射。假设超大质量黑洞是通过重子吸积形成的，我们发现（$0.008\pm0.002) h_{70}^{3}$ %）的宇宙重子目前被锁定在超大质量黑洞中。这一结果与我们先前基于$M_{bh}$-$n$（S{é}rsic index）关系的估计一致。
2009-08-14 astro-ph.CO astro-ph.GA
Candidate Hypervelocity Red Clump Stars in the Galactic Bulge Found Using the VVV and Gaia Surveys
我们提出了一种新的方法来寻找超高速恒星在银河系的隆起，通过使用红团（RC）巨人，这是很好的距离指标。第二次盖亚数据发布和来自Via Lactea（VVV）巡天中VISTA变星的近红外数据导致选择了34颗膨胀RC星的体积有限样本。在这一组合数据集中的搜索导致在银河系凸起中发现了七颗候选超高速红团星。在此基础上，我们估计超高速RC星从中央超大质量黑洞（SMBH）的总生产率为$N_{HVRC} = 3.26 \times 10^{-4} $年$^{-1}$。这开辟了在银河系隆起中使用未来的调查发现更大的超高速恒星样本的可能性，更接近它们的主要生产地点，如果它们起源于双星与中央SMBH的相互作用。
2019-12-04 astro-ph.GA
Correlation Between the Total Gravitating Mass of Groups and Clusters and the Supermassive Black Hole Mass of Brightest Galaxies
位于最亮星系团中的超大质量黑洞（BH）相对于其宿主星系的恒星核球质量或中心恒星速度色散来说质量过大。由于位于星系团势阱底部的黑洞可能会经历由星系团的大尺度特征驱动的物理过程，因此这些黑洞的生长可能（间接）受其宿主星系团的性质控制。在这项工作中，我们探讨了居住在最亮的组/团星系（BGG/BCGs）和维里温度，因此总引力质量，星系团/星系团的质量之间的联系。为此，我们调查了一个样本的17个BGG/BCGs的动态BH质量测量和利用XMM-牛顿X射线观测测量维里温度和推断星系团/星系团的$M_{\rm 500}$质量。我们发现，$M_{\rm BH} - kT$关系是显着更紧密，表现出更小的分散比$M_{\rm BH} - M_{\rm bulge}$关系。最适合的幂律关系是$ \log_{10} (M_{\rm BH}/10^{9} \ \rm{M_{\odot}}) = 0.20 + 1.74 \log_{10} (kT/1 \ \rm{keV}) $和$ \log_{10} (M_{\rm BH}/10^{9} \ \rm{M_{\odot}}) = -0.80 + 1.72 \log_{10} (M_{\rm bulge}/10^{11} \ M_{\odot})$。因此，BGG/BCGs的BH质量可能是由宿主星系群/星系团的物理过程决定的。这些结果面临的地平线活动星系核模拟，再现…
2018-01-10 astro-ph.GA astro-ph.HE
The Habitability of the Galactic Bulge
我们提出了一个新的调查银河系隆起的可居住性，扩大了以前的研究银河系宜居带。我们讨论了现有的知识，在凸起，金属丰度和岩石行星，轨道稳定性和遭遇的可能频率的丰富的行星，以及行星周围的中央超大质量黑洞的可能性。我们专注于两个方面，可以提出实质性的差异，相对于在磁盘中的环境：（一）电离辐射环境，由于中央黑洞的存在和最高速率的超新星爆炸和（ii）推定的lithopanspermia机制恒星系统之间的生命扩散的效率。我们使用分析模型的恒星密度在隆起提供估计的灾难性事件的发生率和扩散的时间尺度的生命在星际距离。
2020-08-04 astro-ph.EP astro-ph.GA
Milky Way Globular Clusters: close encounter rates with each other and with the Central Supermassive Black Hole
利用Gaia（ESA）Data Release 2的数据，对银河系中的球状星团（GCs）进行了轨道计算。为了探索GC之间可能发生的碰撞，使用我们开发的高阶E-GRAPE代码，我们集成了（向后和向前）119个具有可靠位置和自行的物体的轨道。在计算中，我们采用了一个现实的轴对称银河势（球+盘+晕）。使用不同的撞击条件，我们发现了五对可能发生碰撞的GC：Terzan 3 - NGC 6553，Terzan 3 - NGC 6218，Liller 1 - NGC 6522，Djorg 2 - NGC 6552和NGC 6355 - NGC 6637。我们分析了GC与中心超大质量黑洞的相互作用率。假设它们之间的最大分离距离为100 pc，我们估计有11次近距离接触事件。从我们的数值模拟，我们估计密切的相互作用率至少有一个事件，每Gyr的碰撞参量小于30 pc，和一个事件，每百万年的碰撞参量小于60 pc。我们的计算显示了NGC 6121与中央SMBH在5.5 pc附近的一次非常接近的相遇（实际上是直接碰撞）。基于对我们所选择的11个GC的可能祖先的扩展的文献搜索，我们发现它们中的大多数具有银河系主隆起起源。
2022-01-19 astro-ph.GA
The co-evolution of galaxies and supermassive black holes in the near Universe
超大质量黑洞（SMBH）及其产生的反馈在星系演化中起着重要作用。但是，试图再现SMBH质量和星系核球的恒星速度色散之间关系的理论模型对所涉及的物理过程做出了广泛的假设。这些假设是必要的，由于缺乏观测约束的相关物理过程中发生的SMBH是通过在活动星系核（AGN）的质量吸积美联储。为了寻找这些限制，我们的AGN积分场光谱学（AGNIFS）小组一直在绘制附近AGN宿主样本内部几百秒差距的气体运动学和恒星星族特性。在这方面的贡献，我报告的结果，到目前为止，这表明气体流入沿核螺旋和致密盘在内部几十到几百个PC附近的活动星系核主机似乎是燃料的活动星系核的来源。由于流入速率比活动星系核的吸积速率大得多，多余的气体必须通过在核球中形成新的恒星而耗尽。事实上，在许多情况下，我们发现~100 pc的最近的恒星形成（年龄~ 10 - 500百万年）的环核可以被解释为一个共同进化的主机星系和AGN的签名。
2014-03-23 astro-ph.GA
The black hole mass-bulge mass correlation: bulges versus pseudo-bulges
研究了椭圆星系、经典星系球和伪星系球中超大质量黑洞质量（M_bh）与宿主星系球质量之间的标度关系。利用二维图像分析软件BUDDA对57个星系进行了动力学M bh测量，获得了星系的结构参数，并确定了核球K带光度（L bul，K）、恒星质量（Ms）和动力学质量（M d）。修正后的椭圆星系和经典星系球的M_bh-L_bul、K、M_bh-M_s和M_bh-M_d关联给出M_bh~ 0.006M_s或0.003M_d。最紧密的关系是log（M_bh/M_sun）=a+b log（M_d/10^11 M_sun），其中a=8.46+/-0.05，b =0.90+/-0.06，内禀散射为0.27 dex。这些赝球壳中的黑洞比经典球壳中的黑洞小一个数量级，即M_bh~0.0003M_s或0.0002M_d。除了M_bh-σ（bulge stellar velocity dispersion）关系外，这些与球型有关的M_bh-M_bul标度关系还为SMBH及其宿主球的生长和共同演化历史提供了信息。我们还发现，核心椭圆星系与其他正常椭圆星系一样，也服从无耗散并合情形所期望的M_bh-M_d关系。
2009-08-14 astro-ph.GA astro-ph.HE
Where to search for supermassive binary black holes
针对超大质量双黑洞观测证据稀缺的问题，本文基于类星体主序演化光谱类型的流量限定样本，分析宽巴耳末线等光谱线索，并提出时域光谱巡天搜寻周期性变化的策略。
2025-02-18 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Binary planetary nebulae nuclei towards the Galactic bulge. II. A penchant for bipolarity and low-ionisation structures
相当大的努力已被应用于了解负责行星状星云（PNe）所表现出的各种形态的精确成形机制。一个二进制的同伴越来越多地获得支持，作为一个主导的形成机制，但形态学研究的少数PNE，我们知道肯定是由二进制的演变是稀缺或偏见。OGLE-III光度变化巡天中新发现的中心双星（CSPN）大大增加了可用于形态分析的后共包络（CE）星云样本。我们目前的双子座南窄带图像的新样本，以补充现有的数据在30后CE星云的定性形态研究。近30%的星云具有典型的双极形态，然而，一旦在几何模型的帮助下将倾斜效应纳入其中，这一比例就会上升到60%。这是迄今为止将CE进化与双极形态联系起来的最强有力的观察证据。高于平均比例的样品显示出低电离结、细丝或喷射，暗示着二元起源。这些功能也是常见的发射线核，这可能是解释的投机二元形成的情况下，H-缺乏CSPN。
2009-07-14 astro-ph.GA astro-ph.SR
On the Dynamics of Supermassive Black Holes in Gas-Rich, Star-Forming Galaxies: the Case for Nuclear Star Cluster Coevolution
在RAMSES程序中引入了一个新的超大质量黑洞（SMBHs）的形成和演化模型，改进了对气体吸积和动力学演化的处理.这个新的模型进行了测试，对一套高分辨率的模拟孤立的，富含气体，冷却晕。我们研究了各种反馈模型对SMBH增长及其在星系内的动力学的影响。在没有任何反馈的运行中，SMBH被困在一个巨大的凸起中，因此能够快速增长，但前提是选择的种子质量大于模拟解决的最小Jeans质量。我们证明，在没有超新星（SN）反馈，最大SMBH质量达到时，活动星系核（AGN）加热平衡的气体冷却的核区域。当我们有效的SN反馈包括在内时，它完全防止了隆起的形成，因此大量的气体团可以扰动SMBH轨道，并显着降低吸积率。为了克服这个问题，我们提出了一个观测动机的SMBH和母核星团（NSC），它允许SMBH保持在核区域，快速增长和抵抗外部扰动的联合演化模型。然而，在这种情况下，SN反馈控制的气体供应和最大SMBH质量现在取决于活动星系核加热和重力之间的平衡。我们的结论是SMBH/NSC的共同进化是至关重要的SMBH的增长在高z星系，今天的大规模椭圆的祖先。
2017-04-10 astro-ph.GA
Post-Newtonian dynamical modeling of supermassive black holes in galactic-scale simulations
我们提出KETJU，广泛使用的光滑粒子流体动力学模拟代码GADGET-3的一个新的扩展。该代码的主要特点是包含了每个超大质量黑洞（SMBH）周围的算法正则化区域。这允许同时遵循全球银河系尺度的动力学和天体物理过程，同时解决SMBH，SMBH双星和周围恒星系统在亚秒差距尺度的动力学。KETJU程序在SMBH的运动方程中加入了后牛顿项，这使得基于引力波合并时间尺度的新SMBH合并准则能够将SMBH的合并分离推低至$\sim 0.005$ pc。我们通过与NBODY 7和rVINE的比较来测试我们代码的性能。我们建立了动力学稳定的多组分合并祖星系，研究星系合并过程中SMBH双星的演化。在我们的模拟样本中，SMBH二进制不受最终秒差距问题的影响，我们将其归因于合并残留物的非球形形状。对于膨胀模型，硬化率随分辨率的增加而降低，而对于模型，其中还包括大量的暗物质晕的SMBH二进制硬化率几乎成为独立的质量分辨率的恒星凸起。在SMBH双星形成后，SMBH平均合并了200百万年。然而，小的差异，在初始SMBH二进制偏心率可以导致大的差异，SMBH聚结时间。最后，我们讨论了KETJU的未来前景，它允许在模拟中直接包含气体物理。
2017-04-19 astro-ph.GA
Discovery of RR Lyrae Stars in the Nuclear Bulge of the Milky Way
银河系的核心，像银河系的核心一样，是恒星密度很高的极端地方，在大多数情况下，拥有一个超大质量黑洞。银河系核心形成的一种假设是原始球状星团的合并（Capuzzo-Dolcetta 1993）。这个模型的一个含义是，这个区域应该拥有在旧银河系球状星团中发现的典型恒星。天琴座RR型星是主要的距离指示星，是古老和贫金属恒星星族的代表，因此经常在球状星团中发现。在这里，我们报告了在银河系中心附近发现的十几颗天琴座RR型恒星，即在银河系所谓的核恒星隆起中。这一发现提供了第一个直接的观测证据，表明银河系核恒星隆起包含古老的恒星（>10 Gyr）。在此基础上，我们得出结论，合并球状星团可能有助于建立在银河系的核恒星隆起的高恒星密度。
2016-10-15 astro-ph.GA
Connecting Dark Matter Halos with the Galaxy Center and the Supermassive Black Hole
对邻近星系的观测研究表明，中心超大质量黑洞（BH）的质量与宿主星系的性质之间存在相关性，特别是恒星核球质量或中心恒星速度色散。受这些相关性的推动，出现了BH和凸起共同进化的理论范式。然而，观测和理论研究对这一观点提出了质疑，它们暗示黑洞和暗物质晕之间可能存在根本联系，而不一定与它们的宿主星系有关。通过对Sloan Digital和ROSAT全天巡天$-$中选取的3130个椭圆星系$-$的研究，我们证明了中心恒星速度色散与总引力质量（由热气体的X射线光度跟踪）的相关性显著高于与恒星质量的相关性。这暗示着中心恒星速度色散，以及由此产生的中心引力势，可能是椭圆星系的基本属性，它与大尺度的暗物质晕联系最为紧密。此外，用中心恒星速度色散代替BH质量，我们发现在椭圆星系中，推得的BH质量和推得的维里半径内（或五个有效半径内）的总引力质量可以表示为$M_{\rm{BH}} \propto M_{\rm tot}^{1.6^{+0.6}_{-0.4}} $（或$M_{\rm{BH}} \propto M_{\rm{5r_{eff}}}^{1.8^{+0.7}_{-0.6}}$）.这些结果与BH质量直接由中心恒星速度色散决定的图像是一致的，而中心恒星速度色散又由系统的总引力质量决定。
2015-02-17 astro-ph.GA
Trinity I: Self-Consistently Modeling the Dark Matter Halo-Galaxy-Supermassive Black Hole Connection from $z=0-10$
我们提出了三位一体，一个灵活的经验模型，自洽地推断暗物质晕，星系和超大质量黑洞（SMBHs）之间的统计联系。Trinity受到来自$0<z<10$的星系观测值（星系的恒星质量函数，特定和宇宙SFR，淬灭分数和UV光度函数）和来自$0<z<6.5$的SMBH观测值（类星体光度函数，类星体概率分布函数，活动黑洞质量函数，局部SMBH质量-凸起质量关系，以及观测到的高红移亮类星体的SMBH质量分布）的约束。该模型包括对观察系统学的全面处理（例如，活动星系核遮蔽和恒星质量误差）。从这些数据中，三一推断平均SMBH质量，SMBH吸积率，合并率，和爱丁顿比分布作为晕质量，星系恒星质量和红移的函数。主要调查结果包括：1）SMBH质量-核团质量关系的标准化和斜率从$z=0$到$z=10$略有增加; 2）最适合的活动星系核辐射$+$动力学效率是$\sim 0.05-0.06$，但在不同的输入假设下可以从$\sim 0.035-0.07$变化; 3）活动星系核显示出缩小，即，质量较大的SMBH的爱丁顿比比开始下降的时间早于质量较小的天体; 4）对于以恒星形成为主的低质量星系，平均SMBH吸积率与SFR之间的平均比值为$\sim 10^{-3}$。在$z\sim 1$以下的质量最大的晕中，这个比率增加到$\sim 10^{-1}$，在那里恒星的形成被淬灭，但SMBH继续吸积。
2022-09-09 astro-ph.GA
Can fermionic dark matter mimic supermassive black holes?
我们分析了一个有趣的可能性来解释两个暗质量的组成部分：暗物质（DM）晕和超大质量的黑暗紧凑的对象躺在中心，通过统一的方法在一个准弛豫系统的大质量，中性费米子在广义相对论。这样一个模型的质量分布的解决方案，满足现实的晕边界条件推断从观测，开发一个高密度的核心支持的费米子简并压力能够模仿大规模的黑洞在星系的中心。值得注意的是，这些致密的核心稀释晕配置可以解释银河系中心（SgrA*）周围最近的恒星的动力学一直到晕旋转曲线，而不会破坏重子凸起盘组件，对于一个狭窄的粒子质量范围$mc^2 \sim 10$ - $10^2$ ~keV。
2019-05-23 astro-ph.GA
Dynamical signature of a stellar bulge in a quasar host galaxy at $z\simeq 6$
本文利用高分辨率ALMA观测的[CII]发射线对位于$z\simeq 6$（SDSS J2310+1855）的类星体宿主星系进行了动力学分析。观测到的旋转曲线与质量模型相拟合，该模型考虑了厚气体盘、厚恒星形成盘和中心质量集中的引力贡献，中心质量集中可能是由于球形组件（即恒星凸起）和超大质量黑洞（SMBH）的组合。$5\times 10^9\ \rm M_{\odot}$的SMBH质量，先前使用CIV和MgII发射线测量，不足以解释在中心区域的高速度。我们的动力学模型表明，当宇宙年龄小于1 Gyr时，该天体中存在质量为$\rm M_{bulge}\sim 10^{10}\ \rm M_{\odot}$的恒星核。为了最终定位在局部$M_{\rm SMBH}-M_{\rm bulge}$关系上，凸起质量应从$z=6$到0增加$\sim$ 40倍，而SMBH质量最多增加4倍。这指向了异步星系-BH共同进化。使用JWST进行成像将使我们能够验证此场景。
2023-01-23 astro-ph.GA
The Discovery of a Hidden Broad Line AGN in a Bulgeless Galaxy: Keck NIR Spectroscopic Observations of SDSS J085153.64+392611.76
本文报道了在一个无凸起的Seyfert 2（Sy 2）星系SDSS J085153.64+392611.76中发现的一个埋藏的活动超大质量黑洞。凯克近红外观测揭示了一个隐藏的宽线区域，允许在黑洞质量和凸起分量上都有强约束的罕见情况。利用维里质量估计，我们得到了黑洞质量log（$M_{\rm{BH}}/M_{\odot}$）= $6.78 \pm 0.50$ .这是唯一的Sy 2活动星系核托管在一个无凸起的星系维里黑洞质量估计，并可能提供重要的限制黑洞种子人口的形成方案。缺乏一个凸起的组成部分表明，SMBH增长平稳，可能是由独立于重大合并的长期过程。在没有可检测到的凸起成分的情况下，我们发现$M_{\rm{BH}}$ - $M_{\rm{stellar}}$关系比$M_{\rm{BH}}$ - $M_{\rm{bulge}}$关系更可靠。此外，我们检测到扩展窄Pa $α$发射，使我们能够创建一个旋转曲线，我们看到中央千秒差距（kpc）内的反向旋转气体。这种反向旋转的可能原因包括一个星系棒或最近一次伴星系的飞越对内部气体的破坏。这反过来又可能触发了在当前活动星系核阶段中央SMBH上的吸积。
2020-07-28 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
Dynamical structure of small bulges reveals their early formation in ΛCDM paradigm
星系形成的Λ冷暗物质（ΛCDM）范式预测，致密的球状恒星结构总是在宇宙早期生长。这些原始的球状体演化到一个维里化的动力学状态，最终成为今天的椭圆星系和盘状星系中心的大凸起。然而，观测表明，螺旋星系中的小凸起在附近的宇宙中很常见。流行的观点认为，所有的小凸起都是在以后的时间里由盘中发生的内部过程形成的，这对ΛCDM方案提出了挑战。值得注意的是，在星系演化的早期阶段，凸起和中心超大质量黑洞（SMBH）的共同演化也岌岌可危。然而，迄今为止的观测还没有提供确凿的证据来证明它们可能的早期起源。在这里，我们报告的小凸起的新的观察表明，他们遵循的质量-速度色散关系预期维里化系统。与先前的说法相反，小的凸起是大质量椭圆星系和球状星团之间的桥梁。这个动力学图像支持这样一种情况，即在早期宇宙时间，恒星质量超过7个数量级的系统形成。这些结果缓解了ΛCDM模拟和星系尺度观测之间的紧张关系。我们假设这些小凸起实际上是在高红移下观测到的致密天体的低质量后代，也称为红块，它们在宇宙学的ΛCDM模拟中一直产生。因此，这也表明，已建立的SMBH和大凸起的共同进化自然延伸到球体在低质量的制度。
2020-01-14 astro-ph.GA
The complex relationships between AGN, bars and bulges
Masaryk University（马萨里克大学）；Lancaster University（兰卡斯特大学）；University of Minnesota（明尼苏达大学）；University of Toronto（多伦多大学）；University of Oxford（牛津大学）；European Space Agency (ESA)（欧洲空间局）
研究通过控制质量与颜色，发现AGN分数随球状核球显著性和棒状结构强度变化，表明AGN存在与棒状结构和球状核球显著性同时相关。
2026-03-30 astro-ph.GA
