一个近乎裸露的超大质量黑洞

科学与ngVLA：对超大质量黑洞种子的局部约束

Science with an ngVLA: Local Constraints on Supermassive Black Hole Seeds

确定第一个超大质量黑洞的形成和生长机制是河外天体物理学的首要任务之一。观测线索可以从附近低质量星系中大质量黑洞（太阳质量在1万到100万之间）的人口统计中推断出来。下一代甚大阵列（ngVLA）科学书的这一章描述了ngVLA如何在开发低质量星系（接近1 Gpc）中弱吸积活动星系核的大型样本中发挥突出作用，这将有助于限制最初播种超大质量黑洞生长的对象类型。

2018-10-16astro-ph.GAastro-ph.HE

超大质量黑洞与宿主星系关联的起源

Origin of the Correlations Between Supermassive Black Holes and Their Host Galaxies

观测表明，附近椭圆星系中的超大质量黑洞与其宿主球状体的恒星速度色散（$\MBH - σ$关系）和恒星质量（$\MBH - \Mhost$关系）密切相关。然而，这些相关性的起源仍然模糊不清。在Zhu等人之前的一篇论文中，我们提出了一个模型，把$σ$关系与系统的动力学状态联系起来，把$\MBH - \Mhost$关系与星系生长的自我调节联系起来。为了测试这个模型，我们编译了一个样本的观察到的星系具有不同的属性，并检查这些参数上的依赖关系。我们发现，星系满足的$\MBH - σ$相关似乎已经达到维里平衡，动能和引力势之间的比率，2K/U $\sim$ 1。此外，黑洞吸积率与恒星形成率之比在红移z=0 - 3的大质量范围内的活动星系中几乎保持恒定，即BHAR /SFR $\sim$ $10^{-3}$。这些结果证实了我们的理论模型，即观测到的关联有不同的起源：$\MBH - σ$关系可能是星系弛豫的结果，而$\MBH$ - $\Mhost$关系可能是星系中自调节的黑洞吸积和恒星形成的结果.

2014-10-30astro-ph.GA

通过光谱偏振测量探测类星体中的超大质量黑洞双星

Probing binary supermassive black hole in quasars tough spectropolarimetry

Université de Strasbourg（斯特拉斯堡大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；Observatoire astronomique de Strasbourg（斯特拉斯堡天文台）

本研究通过构建解析模型模拟双星超大质量黑洞场景，利用光谱偏振测量探测类星体Markarian 231的独特紫外-光学性质，并支持未来高灵敏度紫外偏振仪如POLLUX的应用。

2026-09-25astro-ph.GA

起源于超大质量黑洞偏心盘的超高速星和S星的性质

The properties of hypervelocity stars and S-stars originating from an eccentric disc around a supermassive black hole

在星系晕中观测到的超高速恒星（HVS），被认为是通过位于银河系中心的超大质量黑洞（SMBH）附近的双星的潮汐破裂过程而加速到大速度。然而，目前还不清楚这些相对年轻的恒星是在哪里诞生的，以及是什么动力学过程将它们推向了围绕SMBH的近径向轨道。在本文中，我们调查的可能性，年轻的双星起源于一个薄的偏心盘，类似于现在在银河系中心观察到的。通过直接N体模拟，我们遵循的动力学演化的初始薄和偏心盘的恒星与100%的二进制分数围绕SMBH轨道。这样的配置导致Kozai-Lidov振荡的轨道要素，使相当数量的双星密切附近的黑洞。这些双星的后续潮汐破坏加速其组件之一的速度远远高于逃逸速度从SMBH，而第二个组件成为紧密绑定到SMBH。我们描述的逃逸和紧束缚的恒星在我们的模型中的主要运动学性质，并比较它们的定性观察到的HVS和S-星的属性，分别。最突出的特征是逃逸恒星方向的各向异性，这在银河系HVS中被观察到，但尚未得到解释。

2016-06-29astro-ph.GA

TRINITY VI：z=0-10星系恒星形成率与超大质量黑洞吸积率之间的联系

TRINITY VI: Connection between Galaxy Star Formation Rates and Supermassive Black Hole Accretion Rates from z=0-10

本文利用TRINITY模型研究z=0-10星系恒星形成率与超大质量黑洞吸积率的关系，揭示两者比率随红移的演化规律，并为z>6大质量类星体的形成提供了暗物质晕快速增长的统一解释。

2025-02-10astro-ph.GA

作为暗物质流体模型的爱因斯坦团簇包围的黑洞

Black holes surrounded by Einstein clusters as models of dark matter fluid

我们构造了一类新的球对称渐近平坦黑洞和裸奇点，它们被各向异性暗物质流体包围，状态方程的形式为$P_t=ωρ$ .我们假设暗物质是由围绕银河系中心超大质量黑洞的弱相互作用粒子组成的，而暗物质晕是由只有切向压力的爱因斯坦团簇形成的。在离黑洞较远的地方，我们得到了暗物质态参量$ω\lesssim 10^{-7}$的上界不变的平坦曲线。为此，我们还检查了黑洞/裸奇点外的暗物质流体的能量条件，星系对光的偏转，以及使用旋转和辐射粒子的Sgr A $^\star$黑洞的阴影图像。对于黑洞的情况下，我们发现，暗物质流体上的阴影半径的影响是小的，特别是黑洞的角半径被证明增加了$10^{-4} μ$ arcsec的顺序相比，真空解决方案。对于裸奇点，我们得到显着较小的阴影半径相比，黑洞的情况。最后，我们研究了Sgr A $^\star$黑洞周围S2星轨道在暗物质作用下的稳定性。结果表明，S2星的轨道对于$ω\lesssim 10^{-7}$值是稳定的，但进一步增大$ω$会导致轨道不稳定.利用EHT报道的Sgr A $^\star$阴影像的观测结果，以及从常数平坦曲线中找到的对$ω$的最紧约束，我们证明了黑洞模型与数据是一致的，同时我们模型中的裸奇异性可以被排除。

2023-01-22astro-ph.GAastro-ph.HEgr-qc

星团多相并合残留中超大质量黑洞双星的轨道衰变

Orbital Decay of Supermassive Black Hole Binaries in Clumpy Multiphase Merger Remnants

我们模拟了两个银河系大小的星系盘的等质量合并，中等气体分数在秒差距尺度的分辨率，包括一个新的模型辐射冷却和加热的多相介质，以及恒星形成和超新星的反馈。这两个圆盘最初有一个$2.6\times10^6\mathrm{~M_{\odot}}$超大质量黑洞（SMBH）嵌入它们的中心。随着合并的完成，两个星系核心合并，SMBH形成一对，间隔几百pc，逐渐衰减。由于合并后系统的随机性质，双星的轨道平面受到显著的扰动。此外，由于强烈的星爆，来自中心区域的气体被完全抽空，需要$\sim10$ ~Myr来重建核盘。最重要的是，星际介质的cluerous性质对SMBH对的动力学演化有重大影响，SMBH对经历与大质量气体云的引力相遇以及由云中的云和盘中的螺旋模式随机扭转。这些效应结合起来，大大延迟了两个SMBH的衰减到几个秒差距的分离，与以前的工作相比，几乎两个数量级，$\sim 10^8$ yr。在气体更丰富的星系合并中，在高红移的随机扭矩将更加明显，并可能导致更强的轨道衰变调制。这表明，在任何红移中，几十秒差距的SMBH对应该是相对常见的。

2014-06-17astro-ph.GA

超大质量黑洞与球壳的协同演化不是通过内反馈调节而是通过Angular Momentum分布的定量供气

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。

2015-04-27astro-ph.GA

超大质量黑洞双星的星系核形成：真实初始条件和星系形态的重要性

Galaxy Core Formation by Supermassive Black Hole Binaries: the Importance of Realistic Initial Conditions and Galaxy Morphology

在星系合并过程中，超大质量黑洞（SMBH）双星合并释放的结合能被认为是明亮椭圆星系中经常发现的低密度核心的原因。我们使用高分辨率的$N$体和Monte Carlo技术进行单级和多级星系合并模拟和系统地研究的依赖性的中心星系的属性上的二进制质量比，初始密度尖点的斜率，和合并经历的数量。我们研究了耗尽恒星质量（或"质量赤字“）的数量，$M_{\rm def}$，以及耗尽区域的径向范围，$r_{\rm b}$。我们发现，$r_{\rm b}\simeq r_{\rm SOI}$和$M_{\rm def}$在$0.5$到$4M_{\bullet}$的范围内变化，其中$r_{\rm SOI}$是残余SMBH的影响半径，$M_{\bullet}$是残余SMBH的质量。这些关系中的系数弱依赖于二进制的质量比，并保持显着恒定，通过随后的合并。我们的结论是，核心的大小和质量赤字不与合并的数量呈线性关系，很难推断合并的历史，从观察。另一方面，我们表明，无论是$M_{\rm def}$和$r_{\rm b}$是敏感的星系合并残留物的形态，并采用球形的初始条件，在早期的工作，导致误导性的结果。我们的模型再现了大多数观测工作中发现的$M_{\rm def}$的值范围，但在真正的喷出恒星质量周围跨越了近一个数量级的范围。

2021-09-01astro-ph.GA

宇宙学背景下高红移超大质量黑洞的直接坍缩形成

Supermassive Black Hole Formation at High Redshifts via Direct Collapse in a Cosmological Context

在宇宙学背景下，我们研究了暗物质（DM）晕通过直接坍缩形成种子超大质量黑洞的早期阶段。我们在高$z$下对这种坍缩进行了高分辨率的放大模拟。使用自适应网格加密程序ENZO，我们解决了DM晕的形成和增长，直到它的维里温度达到$\sim 10^4$ K，原子冷却打开，和崩溃englance。我们证明，直接崩溃的收益在两个阶段，虽然他们没有很好地分开。第一阶段由原子冷却的开始触发，并导致吸积率随半径迅速增加，从晕维里半径处的$\dot M\sim 0.1\,M_\odot {\rm yr^{-1}}$到NFW DM密度分布的尺度半径$R_{\rm s}\sim 30$ pc附近的几个$M_\odot \,{\rm yr^{-1}}$。当气体密度优先于DM密度时，塌陷的第二阶段开始。这与DM重力势的气体解耦有关。随之而来的崩溃近似的等温球与$\dot M ( r )\sim $常数。我们确认，气体失去了它的角动量，通过非轴对称扰动和引力矩，克服离心障碍。在坍缩过程中，这种角动量转移过程几乎发生在所有的空间尺度上，气体的角动量矢量随位置和时间而变化。坍缩气体也表现出超音速湍流运动，抑制气体破碎，其特征在于密度PDF组成的对数正态分布的一部分和高密度幂律尾部。

2015-06-01astro-ph.GA

含超大质量黑洞双星的轴对称星系模型中的恒星轨道结构

The Stellar Orbital Structure in Axisymmetric Galaxy Models with Supermassive Black Hole Binaries

在非球形星系中的特定的向心轨道族原则上可以通过三体散射驱动黑洞双星收缩其轨道，直到黑洞足够接近以强烈发射引力波。大多数这些研究依赖于静态SMBH嵌入星系势的轨道分析来支持这一观点;然而，当第二个SMBH进入中心时，这些轨道如何转变尚不清楚，因此我们对哪些轨道实际上与SMBH双星相互作用的理解并不是铁板一块。在这里，我们分析了两个扁平的星系模型，一个有一个单一的SMBH和一个二元，以确定哪些轨道实际上与SMBH二元相互作用，以及它们如何与单一SMBH嵌入模型中预测的集合进行比较。我们发现预测与二进制和那些实际上是分散的二进制，在能量和LZ分布，其中LZ是恒星粒子的角动量的Z分量的嗜中心轨道之间的密切对应关系。一个小问题：由于质量更大，双星SMBH的影响半径大约是单SMBH模型的4倍，这使得双星可以从更大的轨道库中吸取能量进行散射。在预测粒子和散射粒子中，近一半的粒子具有混沌轨道，40%的粒子具有fx：fy=1：1的轨道，10%的粒子具有其它的共振轨道。

2018-05-10astro-ph.GA

马卡良231中的潜在超大质量黑洞双星：作为旋光仪POLLUX的科学案例

Potential binary supermassive black holes in Markarian 231 as a scientific case for the spectropolarimeter POLLUX

Université de Strasbourg（斯特拉斯堡大学）；Paris Observatory（巴黎天文台）；Aix Marseille Univ（艾克斯-马赛大学）

该研究利用旋光测量技术，通过简化模型模拟马卡良231的双黑洞结构，验证其紫外光学特征，并强调未来Pollux仪器的重要性。

2026-09-25astro-ph.GA

超大质量黑洞种子的组装

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…

2018-09-05astro-ph.GA

主星系团的合并驱动最早期超大质量黑洞的生长

Driving the Growth of the Earliest Supermassive Black Holes with Major Mergers of Host Galaxies

超大质量黑洞（SMBH）的形成机制，特别是在红移$z> 6$观测到的发光类星体$\sim 10^9\,{\rm M}_{\odot}$ SMBH的形成机制，仍然是一个开放的基本问题。在宇宙年龄不到10亿年的早期，如此大质量的黑洞的存在意味着它们要么是通过超爱丁顿吸积，要么是通过在爱丁顿极限附近几乎不间断的气体吸积而增长的;后者，乍一看，与较低红移的经验趋势不一致，在那里，与快速黑洞增长相关的类星体事件是罕见和短暂的。在这项工作中，我检查是否以及在何种程度上的增长的$z> 6$类星体SMBHs可以解释在标准的类星体的范例，其中主要合并的主机星系触发事件的快速气体吸积低于或接近爱丁顿限制。使用一套Monte Carlo合并树模拟的组装历史的可能的主机的PDMATHAMN类星体，我调查（i）他们的增长和主要的合并率出$z\sim 40$，和（ii）多久的喂养情节引起的主机合并必须持续，以解释所观察到的$z> 6$类星体人口没有超爱丁顿吸积。晕主合并率大致与$\propto (1+z)^{5/2}$成比例，类星体宿主通常在$15> z > 6$（$\approx 650\,{\rm Myr}$）之间经历$> 10$主合并，而在$3>z > 0$（$\approx 11 \,{\rm Gyr}$）的典型大质量星系则经历$\sim 1$。一个可行的亚爱丁顿SMBH增长模型的例子是一个主机合并触…

2014-06-11astro-ph.GA

周期性类星体宽发射线的变化在具有未对准的环双星宽线区的超大质量双星黑洞解释下

Variations of Broad Emission Lines from periodicity QSOs under the interpretation of supermassive binary black holes with misaligned circumbinary broad line regions

具有周期光变曲线的类星体被认为是超大质量双黑洞系统的候选者。进一步确认的一种方法可能是搜索其他特征签名，例如在其宽发射线（BEL）中的那些签名，如果有的话，这需要彻底了解BEL对BBH系统的响应。在Ji et al.（2021）中，我们研究了在相对论多普勒增强（BBH-DB）和内禀变分（BBH-IntDB）主导的连续变分机制下，环双星宽线区（BLR）对中心活动次级黑洞的响应，假设BLR的中间平面与BBH轨道平面对齐。在本文中，我们探讨了如何BEL配置文件变化时，BLR是从BBH轨道平面与不同的偏移角下BBH-DB和BBH-IntDB的情况。给定BBH轨道面倾角一定，在两种情况下产生的边缘光变曲线和相似的连续光变曲线中，偏转角的增加使得环双星BLR的初始张开角由于BBH系统引起的轨道进动而增大，特别是对于内部区域的云，这导致BBH-DB模型的洛伦兹类BEL分布，但在垂直BLR情况下BBH-IntDB模型的高斯类分布。对于BBH-DB场景，轮廓变化的幅度随着偏移角的增加而减小，而对于BBH-IntDB场景，轮廓变化的幅度几乎保持恒定，因为多普勒增强效应是运动方向优选的，但固有变化是各向同性辐射的。如果环双星BLR是由一个共面和一个垂直分量组成的，它们的云的数量遵循BBH的质量比，那么双BLR的功能是更重要的BBH-IntDB模型，需要更大的质量比，以产生类似的连续变化比BBH-DB模型…

2021-10-21astro-ph.GA

超大质量黑洞周围黑洞双星的诞生、生存和死亡：引力波源的动力学演化

Birth, life, and death of black hole binaries around supermassive black holes: dynamical evolution of gravitational wave sources

本文探讨了超大质量黑洞周围恒星黑洞双星的形成和演化机制。我们发现，动力学相互作用可以有效地驱动“原位”BHB的形成，如果SMBH是由一个巨大的核集群（NC）包围，而轨道分离的星团可以补充SMBH为主的核中的BHB水库。我们讨论了恒星硬化和质量分离的共同作用如何塑造BHB轨道特性。我们使用直接N体模拟，包括后牛顿修正高达2.5阶的研究BHB-SMBH的相互作用，表明Kozai-Lidov机制在缩短双星寿命中起着至关重要的作用。我们发现，合并概率弱依赖于SMBH质量的$10^6-10^9{\rm ~M}_\odot$质量范围内，导致合并率$Γ\simeq 3-8$年$^{-1}$ Gpc $^{-3}$在红移为零。几乎$40\%$的合并在“BH质量间隙”，$50-140{\rm ~M}_\odot$的质量，从而表明星系核是理想的地方形成BH在这个质量范围。我们认为，引力波（GW）源的组件质量$m_1>40{\rm ~M}_\odot$和$m_2<30{\rm ~M}_\odot$将代表一个强有力的指示星系核的起源。这些合并中的大多数可能是本地宇宙中的多波段GW源：几乎$40\%$可能被LISA视为偏心源，几年后，LIGO和爱因斯坦望远镜将其视为圆形源，使DECIGO这样的分赫兹天文台成为独特的仪器，可以在双星螺旋期间进行观测。

2020-02-10astro-ph.GAastro-ph.HEgr-qc

从活动星系核的大尺度成团和隐含的平均辐射效率约束黑洞-星系标度关系

Constraining black hole-galaxy scaling relations from the large-scale clustering of Active Galactic Nuclei and implied mean radiative efficiency

几乎在每一个星系的中心都发现了一个超大质量黑洞。这些黑洞的质量被观测到随着其宿主星系中恒星的总质量或平均（随机）速度而增加。这些相关性的起源仍然难以捉摸。观测系统学和偏差严重限制了我们对超大质量黑洞的局部人口统计学的了解，从而阻碍了这一领域准确的模型比较和进展。在这里，我们表明，当地的活动星系核（AGN），被认为是吸积超大质量黑洞的大尺度空间分布，可以约束的形状和规范化的黑洞，恒星质量的关系，从而绕过分辨率相关的观测偏差。反过来，我们的结果可以对所谓的“辐射效率”设置更严格的约束，这是一个描述超大质量黑洞内部物理的基本参数，与它们的自旋，几何形状和释放能量的能力密切相关。辐射效率的平均值可以通过比较活动星系核的平均总发光输出与现今锁定在星系中心静止超大质量黑洞中的遗迹质量密度来估算。对于目前公认的活动星系核遮蔽分数和热辐射修正值，我们对局部超大质量黑洞质量密度的最新估计支持平均辐射效率约为10-20\%，这表明绝大多数超大质量黑洞都在适度快速地旋转。随着大规模活动星系核调查的上线，我们的新方法将能够对调节超大质量黑洞生长的基本参数进行更严格的限制。

2019-10-22astro-ph.COastro-ph.GA

轻或重的超大质量黑洞种子：内部旋转在超大质量恒星命运中的作用

Light or heavy supermassive black hole seeds: the role of internal rotation in the fate of supermassive stars

超大质量黑洞是星系演化的关键因素。然而，其起源仍有很大争议。在一个主要的形成场景中，$\sim100$ M $_{\odot}$黑洞是由超大质量恒星（$\gtrsim 10^{4-5}$ M $_{\odot}$）的内核坍塌造成的，该恒星是由原始气体在$z\sim 15$新形成的星系中心快速积累（$\gtrsim 0.1 $ M $_{\odot}$ yr $^{-1}$）而产生的。随后的演化仍然是推测性的：超大质量恒星中剩余的气体可以直接进入新生的黑洞，或者它的一部分可以形成一个中央吸积盘，其光度维持周围的大质量和几乎流体静力学的包络（称为“准星”的系统）。为了解决这一点，我们考虑了旋转对准恒星的影响，因为角动量不可避免地被积累的气体输送到星系核。使用一个模型的内部重新分配的角动量，定性匹配的结果从模拟旋转对流恒星信封，我们表明，准恒星的信封质量大于几个$10^{5}$ M $_{\odot} \times (\rm black~hole~mass/100 M_{\odot})^{0.82}$有高度次开普勒气体运动在其核心，防止气体循环外的黑洞的视界。质量较小的类恒星可能会形成，但在吸积光度解开包层之前，它们只能持续$\lesssim 10^4$年，从而抑制黑洞的生长。我们推测，这可能最终导致一个双黑洞种子人口：（i）大规模（$>10^{4}$ M $_{\odot}$）种子形成…

2016-09-29astro-ph.COastro-ph.GAastro-ph.HE

最靠近超大质量黑洞的中性气相

The neutral gas phase nearest to supermassive black holes

本研究针对活动星系核宽线区研究多聚焦电离气相的现状，利用增强化学过程的CLOUDY代码模拟无尘埃宽线区，发现质量占主体的中性气相BLR0可通过其红外/亚毫米谱线探测超大质量黑洞附近气体动力学，甚至助力广义相对论检验。

2024-08-12astro-ph.GA

磁场对超大质量黑洞附近恒星形成云中IMF的影响

The impact of magnetic fields on the IMF in star-forming clouds near a supermassive black hole

星系中心的恒星形成被认为产生了大质量的恒星，其质量分布可能是头重脚轻的。磁场很可能在形成恒星的分子云内部的恒星质量分布中起着至关重要的作用。在这种情况下，我们探索了磁场对10^7太阳质量黑洞附近（< 10 pc）初始质量函数（IMF）的影响，其中典型的磁场强度为38 microG，如RCW 38，磁场强度为135 microG，类似于NGC 2024和红外暗云G28.34+0.06。利用这些条件，我们进行了一系列的数值模拟与流体动力学代码FLASH阐明的影响，磁场的IMF和恒星形成效率（SFE）出现从800太阳质量的云。我们发现，随着磁场强度的增加，引力不稳定分子云的坍缩速度减慢，恒星沿着磁力线形成。在模拟过程中形成的恒星总数随着磁场的增加而增加了1.5-2倍。IMF的主要成分具有对数正态的形状，其峰值在磁场的存在下移动到亚太阳（< 0.3 M_sun）的质量，由于从气体库的吸积率的降低。此外，我们看到一个头重脚轻，几乎平坦的IMF超过2个太阳质量，从磁压支持的区域，直到达到高质量。我们还考虑了中心黑洞处于活动状态时X射线辐射的影响。X射线反馈抑制了亚太阳质量的形成，并进一步减少了SFE。因此，第二个贡献不再可见。我们的结论是，磁场可能会改变SFE和IMF的活动和非活动星系，并需要考虑在这样的计算。

2012-08-02astro-ph.GA

z = 1.131的3C 368中CO暗星形成和黑洞活动：恒星和超大质量黑洞质量的同时增长

CO-Dark Star Formation and Black Hole Activity in 3C 368 at z = 1.131: Coeval Growth of Stellar and Supermassive Black Hole Masses

我们提出了四个远红外精细结构氧线的检测，以及CO（2-1）和[N II] 205 μ m线的强上限，在3C 368，一个研究充分的射电响亮星系在z = 1.131。这些新的氧谱线与之前观察到的氖和碳精细结构谱线结合在一起，表明存在一个强大的活动星系核（AGN），并伴随着剧烈而广泛的恒星形成。O 8星占主导地位的星暴，年龄约为650万年，提供了一个很好的拟合的精细结构线数据。这个估计的恒星暴年龄使它几乎与活动星系核活动的最新一幕同时发生，这表明超大质量黑洞的生长与该来源中的恒星星族之间存在联系。我们没有探测到CO（2-1）线，其水平比恒星形成星系的预期值低12倍。如果形成恒星的分子气体金属丰度低、高度分馏（CO在大部分星云中被光解）或化学性质非常年轻（CO还没有来得及形成），那么CO谱线发射的缺乏与最近的恒星形成活动是一致的。也有可能，虽然我们认为不太可能，从活动星系核加热的区域发射的精细结构线的合奏。

2017-01-13astro-ph.COastro-ph.GA

第一个星团中黑洞的形成

Black Hole Formation in the First Stellar Clusters

早期宇宙几乎完全由氢和氦组成，只有微量的重元素。只有在第一代恒星形成之后，宇宙才受到足够的污染，产生了第二代（第二星族）恒星，这些恒星与我们本地宇宙中的恒星相似。大质量恒星团簇形成的证据在观测到的星系群中几乎无处不在，如果这种恒星形成模式发生在足够早的时期，早期宇宙中较高的密度可能导致团簇中的许多恒星强烈相互作用。在这种情况下，可能会通过重复的恒星碰撞形成一颗质量非常大的恒星，这些恒星可能会直接坍缩成黑洞，并形成超大质量黑洞种子。在本章中，我们将详细探讨这种情况，以理解允许这一过程发生的动力学，并测量这种类型的种子代表z > 6时观测到的超大质量黑洞种群的概率。

2018-07-17astro-ph.GA

被Milky Way中心超大质量黑洞透镜化的恒星：对ELT、TMT、GMT和JWST的预测

Stars lensed by the supermassive black hole in the center of the Milky Way: predictions for ELT, TMT, GMT, and JWST

引力透镜是广义相对论的一个重要预言，它提供了一个测试和工具来探测微弱但放大的光源，并测量透镜的质量。对于某些应用（例如测试理论），由点状透镜透镜的点源将更有利。然而，到目前为止，只有一颗引力透镜恒星被解析。未来的望远镜将解决非常小的透镜签名的恒星轨道的超大质量黑洞（SMBH）在银河系的中心。然而，透镜特征应该更容易检测到背景恒星。我们预测，ELT，TMT和GMT将解决约100（60）颗恒星在磁盘和30（20）颗恒星在凸起的背景下的SMBH的透镜图像，下降到28（27）mag（织女星）的限制在K波段，需要5（1）小时的整合。为了探测几颗这样的恒星，我们需要至少24 mag.With十年之久的监测，我们也可以探测到透镜图像的旋转。拉长的图像的检测将是不可能的，因为这将需要一个近乎完美的源透镜对准。JWST可能会受到银河系中心附近恒星造成的混乱的限制。这种透镜图像的检测将提供一个非常干净的测试广义相对论，当结合SMBH质量测量从恒星的轨道运动，并准确测量SMBH属性，因为源和透镜都可以被认为是点状的。

2021-07-01astro-ph.GAgr-qc

超大质量黑洞、球球状星团共同生长的模型：撕裂金斯星团

Model for common growth of supermassive black holes, bulges and globular star clusters: ripping off Jeans clusters

假设一个星系开始时是一个由几百万个金斯星系团（JC）组成的暗晕，每个星系团都由近万亿个微型褐矮星组成，这些微型褐矮星是地球质量的MACHO。星系中心的JC通过潮汐力加热它们的MACHO，使它们膨胀，从而发生凝聚和恒星形成。由于不断地从绕过JCs的物质中获得能量，中心恒星可能会变成一个超大质量的黑洞。它在最初的百万年期间具有快速的$t^3$增长，而在千兆年期间具有缓慢的$t^{1/3}$增长。与这个黑洞的近距离接触所破坏的JC可以为凸起提供物质。那些幸存下来的恒星可能会非常激动，以至于它们在内部形成恒星并成为球状星团。因此，黑洞大多数是在它们自己的环境中与银河系的凸起一起出现的，并且与最古老的球状星团一样古老。恒星HE 1523 - 0901的年龄为13.2 Gyr，这表明星系晕在那一刻已经充分聚集。恒星的形成速率在黑洞质量$\sim4 \ 10^7M_\odot$和球核质量$\sim5\,10^{10}M_\odot$处有一个最大值。在合并超大质量黑洞的情况下，通过银河系中心附近的JC提供了理想的帮助，以克服最后的秒差距。

2013-02-01astro-ph.COastro-ph.GAgr-qc

NGC 4258核区的分子H2和星盘

The molecular H2 and stellar discs in the nuclear region of NGC 4258

NGC 4258是一个SABbc塞弗特星系，距离为$7.2 \pm 0.3$ Mpc。这个天体以其近边缘的分子核盘而闻名，位于距离核0.16和0.28 pc之间，其H $_2$ O脉泽发射允许非常精确地测量中心超大质量黑洞质量（$M_{\bullet}(maser) = 3.78 \pm 0.01 \times 10^7$ Mo）。我们分析了发射线的性质和恒星的运动学在一个数据立方体的中心区域的NGC 4258，获得，在K波段，与近红外积分场摄谱仪，在Gemini北望远镜。星光扣除后的核谱仅显示H $_2 λ2.1218$ $μ$ m和Br $γ$发射线，后者具有FWHM $_{Brγ}(broad) = 1600 \pm 29$ km s $^{-1}$的宽分量。H $_2 λ2.1218$ $μ$ m线的空间形态和运动学与围绕超大质量黑洞旋转的分子盘一致，其直径上限为15.7 pc。该天体内部的射电喷流在投影中几乎垂直于本工作中探测到的H $_2$发射盘，也垂直于H $_2$ O脉泽发射盘。恒星运动学参数图的主要特征很好地再现了一个薄的旋转恒星圆盘模型。由这个动力学模型（$M_{\bullet}(disc) = 2.8 \pm 1.0 \times 10^7$ Mo）提供的超大质量黑洞质量是兼容的，在1 $σ$水平上，与H $_2$ O脉泽发射的精确测量结果。

2017-11-13astro-ph.GA

NGC 1277中的一个正常超大质量黑洞

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…

2016-01-22astro-ph.GA

通过大型多波长数据集测试星系及其超大质量黑洞的演化路径和活动星系核反馈的影响

Testing the evolutionary pathways of galaxies and their supermassive black holes and the impact of feedback from Active Galactic Nuclei via large multiwavelength datasets

超大质量黑洞（SMBH）是如何生长的，以及活动星系核（AGN）的反馈在SMBH和星系的共同演化中所扮演的角色仍然是一个激烈争论的问题。为了检验理论模型提出的协同演化，我们编译了一个大的活动星系核样本的5639 X射线探测活动星系核，在一个很宽的红移范围内，跨越近三个数量级的X射线光度。在{ \it{COSMOS-Legacy} }、Bo $\rm \ddot{o}$测试、XMM-{ \it{XXL} }和eFEDS字段中检测到AGN。利用特定的恒星形成率估计，我们将活动星系核的宿主星系分为恒星形成（SF），星暴（SB）和静止（Q）。我们的结果表明，与SF和Q相比，SB系统中活动星系核的吸积增加。我们的分析揭示了L $_X$与M $_*$的轻度增加。L $_X$ /SFR比值对M $_*$的依赖性较弱，当M $_*$固定时，Q体系中L/SFR比值最高.后一种趋势主要是由Q状态下SFR的显著下降驱动的。测量到的SFR从SB/SF到Q的强烈变化反映了活动星系核反馈合并模型中的预测。然而，观察到的L $_X$的轻度变化与相同模型不同。我们还研究了一个星系控制样本的SFR演化，发现它与X射线活动星系核的演化非常相似。这表明活动星系核在恒星形成猝灭中起的作用很小，或者两个过程的相对时间尺度不同。

2022-11-10astro-ph.COastro-ph.GA

超大质量黑洞和星系核的自旋演化

Spin Evolution of Supermassive Black Holes and Galactic Nuclei

超大质量黑洞（SBH）的自旋角动量S由于来自轨道恒星的力矩而进动，而恒星的轨道由于自旋黑洞对惯性系的拖曳而进动。我们解决耦合后牛顿方程描述的联合演化的S和恒星角动量Lj，j = 1..在球状旋转的核星团中。在没有恒星间引力相互作用的情况下，发现了两种演化模式：（1）S关于系统总角动量矢量的近似均匀进动;（2）阻尼进动，导致在不到一个进动周期内，S与旋转星团的角动量对准。在距离SBH一定距离之外，由于恒星之间的引力相遇而导致的角动量变化的时间尺度比自旋轨道进动时间短。我们提出了一个模型，基于Ornstein-Uhlenbeck方程，星团的随机演化，由于引力的遭遇，并用它来评估S在核中的演化，其中Lj的变化是由于帧拖动接近SBH和遇到更远。在这种情况下的长期演变是很好地描述为均匀进动的SBH集群的旋转轴，随着越来越重要的随机贡献时，SBH质量很小。自旋岁差周期被预测为强烈地依赖于核的性质，但是对于致密核中的低质量SBH，典型值为10-100 Myr，对于中等质量SBH，典型值为100 Myr - 10 Gyr，对于最大质量的SBH，典型值为> 10 Gyr。我们比较SBH自旋在恒星核中的演变的情况下，扭转倾斜，气体吸积盘。

2012-08-30astro-ph.GAgr-qc

星系并合驱动直接坍缩中的超大质量恒星性质 I：无旋转模型

The properties of supermassive stars in galaxy merger driven direct collapse I: models without rotation

本研究通过GENEC代码模拟高金属丰度无旋转超大质量恒星在极端吸积下的演化，发现其最终质量约10^6太阳质量，几乎与金属丰度和吸积率无关，为极端类星体前身提供模型。

2025-03-03astro-ph.GAastro-ph.HEastro-ph.SR

多波长周期微引力透镜信号：超大质量双黑洞的微引力透镜效应

Multiwavelength periodic microlensing signatures of macrolensed supermassive binary black holes

National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences（中国科学院国家天文台）；School of Astronomy and Space Science, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学天文学与空间科学学院）

研究透镜类星体的微引力透镜效应，分析超大质量双黑洞系统的多波段光变曲线周期特征，发现质量比决定周期，紫外和X射线波段振幅更大，结合能谱分布可约束系统参数。

2026-07-02astro-ph.GAastro-ph.HE

亚秒差距双星超大质量黑洞的辐射特征I：宽谱线的诊断能力

Emission Signatures from Sub-parsec Binary Supermassive Black Holes I: Diagnostic Power of Broad Emission Lines

基于近几年来对亚秒差距超大质量黑洞双星观测研究的进展，我们提出了一个半解析模型来描述这些系统的光谱发射线特征。这项研究的目的是帮助解释光谱搜索双星，并帮助测试在文献中的领先模型之一的二进制吸积流：SBHB在一个circumbinary磁盘。在这项工作中，我们提出的方法和初步模型与数据的比较。我们的模型SBHB吸积流作为一组三个吸积盘：两个迷你磁盘的引力约束到个别黑洞和一个circumbinary磁盘。给定一个物理动机的参数空间所占用的亚秒差距SBHB，我们计算了近1500万宽的光发射线轮廓的合成数据库，并探讨了SBHB的特征属性的轮廓形状的依赖关系。我们发现，建模的配置文件显示出不同的统计特性的函数的半长轴，质量比，偏心率的二进制，和三盘系统的对准程度。这表明，从SBHB系统的广泛的发射线配置文件，原则上可以用来推断这些参数的分布，因此值得进一步研究。计算的配置文件是更多的形态异质性比广泛的发射线在观察到的SBHB候选人，我们讨论了改进治疗的辐射转移的影响，这将允许直接统计比较两组。

2016-07-05astro-ph.GAastro-ph.HEgr-qc

$z \sim 3$星系中的同空间恒星形成和超大质量黑洞生长：原位协同演化的证据

Cospatial Star Formation and Supermassive Black Hole Growth in $z \sim 3$ Galaxies: Evidence for In-situ Co-evolution

本文给出了$z \sim 3$上三个活动星系核（AGN）中超大质量黑洞（SMBH）生长点相对于其宿主中强烈恒星形成区的亚kpc定位。这些活动星系核选自Karl G. Jansky甚大阵（VLA）和Atacama大型毫米/亚毫米阵（ALMA）在HUDF和COSMOS的观测，厘米射电辐射追踪恒星形成和活动星系核，尘埃的亚/毫米辐射追踪几乎纯恒星形成。我们需要无线电发射$\geqslant5\times$比与亚/毫米恒星形成相关的水平更明亮，以确保无线电发射是活动星系核主导的，从而允许活动星系核和恒星形成独立的本地化。在这三个星系中，活动星系核都位于富含气体、高度模糊、强烈的核恒星形成的致密区域内，$R_e = 0.4-1.1$为kpc，平均恒星形成速率为$\simeq100-1200$ $M_\odot$ yr $^{-1}$。如果当前的恒星形成事件在其宿主$\simeq 0.2$ Gyr的恒星质量加倍时间内以这样的速率持续下去，那么新形成的恒星质量将在中心kpc区域内达到$10^{11}$ $M_\odot$的量级，同时与SMBH的显著增长同步。这是一致的图片，在现场银河隆起和SMBH的形成。这项工作证明了VLA和ALMA观测的独特互补性，可以明确地将活动星系核和恒星形成的位置精确到$\simeq30$ mas，对应于$z = 3$的$\simeq 230$ pc。

2018-01-22astro-ph.COastro-ph.GA

从种子到超大质量黑洞：致密原核球环境中的捕获、增长、迁移与成对

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。

2024-07-08astro-ph.GAastro-ph.HE

超大质量黑洞并合

Ultramassive Black Hole Coalescence

虽然超大质量黑洞（SMBH）与它们的宿主星系有很好的相关性，但有一种新兴的观点认为存在异常值。Henize 2-10、NGC 4889和NGC 1277都是SMBH的例子，它们的质量至少比宿主星系大一个数量级。这种超大质量中心黑洞的动力学效应尚不清楚。在这里，我们进行直接的N体模拟合并的星系核，其中一个黑洞是超大质量的研究在这个极端的制度的残留物和黑洞动力学的演变。我们发现，合并残留物是轴对称的中心附近，而附近的大SMBH的影响半径，星系是三轴的。由于动力学摩擦，SMBH分离迅速缩小，并迅速形成一个二元黑洞;例如，如果我们将我们的模型缩放到对NGC 1277黑洞的最大质量估计，SMBH分离从近1千秒差距缩小到小于1秒差距的时间尺度大约为1000万年。当SMBH形成硬双星时，引力波辐射占主导地位，黑洞在短短几百万年内合并。奇怪的是，这些质量极大的双星似乎几乎绕过了三体散射演化阶段。我们的研究表明，在这种极端情况下，SMBH聚结是由动力学摩擦，其次是引力波发射几乎直接，导致快速和有效的SMBH聚结的时间尺度。我们讨论了引力波事件率和超高速恒星产生的影响。

2014-05-25astro-ph.GA

从极端螺旋星系中吸积超大质量黑洞发射的兆秒差距相对论喷流

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。

2014-04-29astro-ph.COastro-ph.GA

强引力透镜超大大质量黑洞双星作为纳赫兹引力波源

Strongly Lensed Supermassive Black Hole Binaries as Nanohertz Gravitational-Wave Sources

本研究探讨利用强引力透镜放大效应提高脉冲星计时阵列对超大大质量黑洞双星引力波源的探测能力，预计可探测到红移约2的少数透镜双星系统，并增加多达约30个可分辨源，同时为多信使观测提供可能。

2023-06-23astro-ph.GAastro-ph.HE

驯服骤降：超大质量黑洞双星的圆化陷阱

Taming the plunge: A circularization trap of supermassive black hole binaries

该研究揭示了三轴势和厚核盘对超大质量黑洞双星偏心率的演化影响，证明强阻尼导致快速圆化，延长并合时间，影响引力波探测和宇宙学建模。

2025-10-16astro-ph.GAgr-qc

Infinity 星系中心超大质量黑洞直接坍缩起源的进一步证据

Further Evidence for a Direct-Collapse Origin of the Supermassive Black Hole at the Center of the Infinity Galaxy

利用 JWST NIRSpec IFU 观测数据，通过分析 ∞ 星系中心 SMBH 的径向速度与气体云一致性及双核均含活跃 SMBH 的事实，排除了引力反冲弹射起源，证实了中心 SMBH 形成于碰撞气体云直接坍缩的假设。

2025-08-13astro-ph.GAastro-ph.HE

超大质量黑洞对系外行星宜居性的影响。I. 覆盖自然质量范围

The Impact of Supermassive Black Holes on Exoplanet Habitability. I. Spanning the Natural Mass Range

Florida Institute of Technology（佛罗里达理工学院）；Tor Vergata University of Rome（罗马托维尔加塔大学）；INAF—Astronomical Observatory of Rome（意大利国家天体物理研究所罗马天文台）；INFN—Rome Tor Vergata（罗马托维尔加塔意大利国家核物理研究所）；Instituto de Astrofísica de Canarias（加那利群岛天体物理学研究所）；Universidad de La Laguna（拉帕尔马大学）

本文研究了银河系中心超大质量黑洞质量与系外行星宜居性之间的关系，发现黑洞质量增加导致大气加热和温度升高，但随着距离银河中心越远，这些影响越弱。

2026-05-12astro-ph.COastro-ph.EPastro-ph.GA

通过矢量共振弛豫研究星系核的轨道排列和质量分离

Orbital alignment and mass segregation in galactic nuclei via vector resonant relaxation

超大质量黑洞支配着星系核的引力势。在这些密集的环境中，恒星遵循近似开普勒轨道，并看到它们的轨道平面通过星团本身产生的潜在波动而松弛。对于典型的天体物理学星系核，这种矢量共振弛豫（VRR）最有可能的结果是，最大质量恒星的轨道平面自发地在一个狭窄的圆盘内自对准。我们提出了一个最大熵方法来系统地确定这种长期的方向分布，并使用它为广泛的恒星轨道参数和初始条件。最重的恒星物体被发现生活在一个薄的赤道盘内。这个圆盘的厚度取决于恒星的初始质量函数和初始星团的几何形状。这项工作突出了一种可能的（间接）新方法来限制星系核中中等质量黑洞的分布。

2022-07-05astro-ph.GA

用1.3mm VLBI测量约束人马座A* 的外展区

Constraining the Flaring Region of Sagittarius A* By 1.3mm VLBI Measurements

我们使用一个模型的吸积流加上紧急耀斑解释最新的1.3毫米VLBI测量人马座A*。可见度数据将耀斑中心到黑洞中心的距离分别约束为东西向的$d_{\rm EW}\lesssim20{\rm R_g}$和南北向的$d_{\rm NS}\lesssim80{\rm R_g}$。如果用热点模型来解释，耀斑更倾向于以比$d_{\rm EW}$大得多的半径从黑洞前面经过。如果用从近边缘的热吸积流发射的幕式喷流来解释，耀斑更倾向于与$θ_{\rm j}\gtrsim40^\circ$一起从黑洞旋转轴上喷出。这种方法可以推广到未来的亚毫米VLBI观测，以及研究银心超大质量黑洞附近的毫米/亚毫米光变。

2011-12-22astro-ph.GA

如何在3D GRMHD模拟中将超大质量黑洞附近的喷流转变为圆柱形

How to Turn Jets into Cylinders near Supermassive Black Holes in 3D GRMHD Simulations

本文通过3D GRMHD模拟揭示超大质量黑洞喷流从抛物线到圆柱形的准直机制，发现辐射冷却抑制盘风可解释3C 84中喷流在约300倍引力半径处即呈圆柱形的观测现象。

2023-10-31astro-ph.GAastro-ph.HE

超大质量黑洞将次巨星剥离至氦核：LISA的一种新型多信使源

Supermassive black holes stripping a subgiant star down to its helium core: a new type of multi-messenger source for LISA

本研究揭示低质量次巨星被超大质量黑洞剥离后，可经历长期稳定质量转移，形成LISA可探测的强引力波源，并估计银河系中心存在此类源的概率约1%。

2025-03-27astro-ph.GAastro-ph.HEastro-ph.SR

并合超大质量双黑洞中的吸积、喷流与反冲：LISA的瞬态电磁并合后对应体

Accretion, Jets, and Recoil in a Merging Supermassive Black Hole Binary: A Prompt Electromagnetic Postmerger Counterpart for LISA

Rochester Institute of Technology（罗切斯特理工学院）

该研究通过三维广义相对论磁流体模拟，发现并合超大质量双黑洞的反冲遗骸能产生持续数小时的瞬态电磁辐射，为LISA探测提供并合后对应体。

2026-09-10astro-ph.GAastro-ph.HEgr-qc

大海捞针：在 Zwicky Transient Facility 公共巡天中寻找超大质量黑洞相关耀发

Needle in a Haystack: Finding Supermassive Black Hole-Related Flares in the Zwicky Transient Facility Public Survey

该研究在 ZTF 公共警报中实时系统搜索 SMBH 相关瞬变，评估颜色、星暴后宿主等筛选策略的命中率与污染来源。

2023-08-17astro-ph.GAastro-ph.HE

阿塔卡马宇宙望远镜：超大质量黑洞双星候选人的观测。95、147和225 GHz处在PKS 2131$-$021和PKS J0805$-$0111中发现强正弦波变化

Atacama Cosmology Telescope: Observations of supermassive black hole binary candidates. Strong sinusoidal variations at 95, 147 and 225 GHz in PKS 2131$-$021 and PKS J0805$-$0111

David A. Dunlap Department of Astronomy & Astrophysics, University of Toronto（多伦多大学）；Specola Vaticana (Vatican Observatory)（梵蒂冈天文台）；Kavli Institute for Astronomy & Astrophysics, Peking University（北京大学）；Department of Astronomy, School of Physics, Peking University（北京大学物理学院天文学系）；Astronomical Observatory, University of Warsaw（华沙大学）；Institute of Theoretical Astrophysics, University of Oslo（奥斯陆大学）；Institute of Astrophysics, Foundation for Research & Technology-Hellas（希腊研究与技术基金会）；Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology, Department of Physics, Stanford University（斯坦福大学）；Canadian Institute for Theoretical Astrophysics, University of Toronto（多伦多大学）；Department of Physics & Astronomy, University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）；Joseph Henry Laboratories of Physics, Jadwin Hall, Princeton University（普林斯顿大学）；Department of Astrophysical Sciences, Peyton Hall, Pr（普林斯顿大学）

研究发现PKS 2131$-$021和PKS J0805$-$0111在多个频率下存在正弦波变化，提出改进的动能轨道模型解释其特性，为研究纳赫兹引力波背景提供候选样本。

2025-10-01astro-ph.GAastro-ph.HE

椭圆星系中超大质量黑洞的磁化吸积与反馈

Magnetized Accretion onto and Feedback from Supermassive Black Holes in Elliptical Galaxies

本文通过三维MHD模拟揭示椭圆星系中超大质量黑洞的磁化吸积与反馈机制，发现磁场使吸积率提升约10倍，并驱动足以平衡星系晕冷却的强外流，为低分辨率模拟提出亚网格吸积模型。

2024-09-28astro-ph.GAastro-ph.HE

大尺度上的黑洞活动反馈

Black-hole activity feedback across vast scales

自20世纪60年代首次发现超大质量黑洞为类星体活动提供动力以来，对黑洞活动或活动星系核反馈的观测和理论研究一直在进行。尽管在接下来的几十年里，几个关键的天体物理学问题已经得到了解答，但仍有许多悬而未决的问题，特别是活动星系核的反馈如何在近八个数量级上发挥作用--从$\sim 10^{-3}\,{\rm pc}$的尺度到几百千秒差距的星系团尺度。2022年6月初，约50名初级和高级研究人员在布尔诺举行了封锁后的布拉格-布尔诺会议，试图将这些点联系起来。

2022-09-13astro-ph.GAastro-ph.HE

黑洞周围暗物质分布中的近心点移动

Periapsis shifts in dark matter distribution around a black hole

本文研究黑洞周围暗物质分布对恒星束缚轨道近心点移动的影响，提出进动率公式并证明逆行进动可由局域物质密度解释，无需引入裸奇点或虫洞等奇异天体。

2023-12-07astro-ph.GAgr-qc

星系核随旋转黑洞演化的方法与实现

Galactic nuclei evolution with spinning black holes: method and implementation

位于星系核中心的超大质量黑洞，在宇宙时间里，大多数都是通过气体吸积而增加质量的。这个过程也改变了黑洞的角动量（或自旋），包括大小和方向。尽管在星系形成模拟中经常被忽略，自旋在调节吸积功率，驱动喷流反馈和确定合并黑洞双星的反冲速度方面起着至关重要的作用。我们提出了一个新的吸积模型的移动网格代码{ \sc arepo}，其中包括（i）通过薄$α$盘的质量吸积，和（ii）通过Bardeen-Petterson效应的自旋演化。我们使用一套不同的理想化模拟来探索自旋演化和大尺度环境之间的物理联系。我们发现质量为$_{\odot}$的$\lesssim 10^{7}$ M的黑洞与吸积盘快速对齐。这有利于延长阶段的自旋，和自旋方向的演变，根据气体流入的时间尺度短如$\lesssim 100$ MYR，这可能解释观测到的喷流方向分布在塞弗特星系。更重的黑洞（$\gtrsim 10^{8}$ M $_{\odot}$）反而对局部气体运动学更敏感。在这里，我们发现一个更广泛的分布在自旋幅度：自旋上升是有利的，如果气体流入保持一个优先的方向，和自旋下降发生近各向同性的infall，而自旋方向不会改变很大的短时间尺度$\sim 100$ MYR。因此，我们得出结论，质量为$\gtrsim 5 \times 10^{8}$ M $_{\odot}$的超大质量黑洞可能是理想的测试平台，以确定在宇宙时间的黑洞燃…

2018-04-05astro-ph.GAastro-ph.HE

来自近乎休眠黑洞的喷流

A Jet from a Nearly Dormant Black Hole

Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI)（韩国天文学与空间科学研究所）；Nicolaus Copernicus Astronomical Center, Polish Academy of Sciences（波兰科学院尼古拉·哥白尼天文中心）；School of Computer Science and Information Engineering, Changzhou Institute of Technology（常州工学院计算机科学与信息工程学院）；Center for Astronomy and Astrophysics and Department of Physics, Fudan University（复旦大学天文与天体物理中心及物理系）；Shanghai Astronomical Observatory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院上海天文台）；Key Laboratory of Radio Astronomy and Technology, Chinese Academy of Sciences（中国科学院射电天文与技术重点实验室）；University of Science and Technology（科学技术大学）；Department of Astronomy, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学天文系）；School of Astronomy and Space Science, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学天文与空间科学学院）；College of Physics, Guizhou University（贵州大学物理学院）；Deep Space Exploration Laboratory（深空探索实验室）；Yunnan Observatories, Chinese Academy of Sciences（中国科学院云南天文台）；State Key Laboratory of Radio Astronomy and Technology, Yunnan Observatories, Chinese Academy of Sciences（中国科学院云南天文台射电天文与技术国家重点实验室）；School of Astronomy and Space Science, Nanjing University（南京大学天文与空间科学学院）

通过甚长基线干涉观测，在近休眠的超大质量黑洞M60中发现一个致密双面喷流，证明即使在极低吸积率下也能产生准直喷流。

2026-06-11astro-ph.GAastro-ph.HE

NANOGrav 11年数据集：单个超大质量黑洞双星引力波的极限

The NANOGrav 11-Year Data Set: Limits on Gravitational Waves from Individual Supermassive Black Hole Binaries

观测表明，几乎所有星系的中心都有超大质量黑洞（SMBH）。当星系合并时，它们的组成黑洞形成SMBH双星（SMBHB），它们发射低频引力波（GW），可以被脉冲星定时阵列（PTA）检测到。我们已经搜索了最近发布的北美纳赫兹天文台的引力波（NANOGrav）11年的数据集，从单个SMBHB在圆形轨道上的GW。由于我们没有在我们的数据中找到强有力的证据，我们对来自这些来源的GW强度设置了95%的上限，作为GW频率和天空位置的函数。我们将$h_0 < 7.3(3) \times 10^{-15}$的GW应变的天空平均上限设置为$f_\mathrm{gw}= 8$ nHz。我们还开发了一种技术，以确定一个特定的信号在每个脉冲星的重要性，使用“dropout”参数作为一种方式来识别从个别脉冲星测量的虚假信号。我们使用GW应变的上限来设置到单个SMBHB的距离的下限。在最敏感的天空位置，我们排除了SMBHB发射的GWs与$f_\mathrm{gw}= 8$ nHz在120 Mpc的$\mathcal{M} = 10^9 \, M_\odot$，和5.5 Gpc的$\mathcal{M} = 10^{10} \, M_\odot$。我们还确定，在室女星系团中不存在具有发射GW的$\mathcal{M} > 1.6 \times 10^9 \, M_\odot$的SMBHB。最后，我们估计了潜在的可检…

2019-05-21astro-ph.GAastro-ph.IMgr-qc

黑洞周围的超流体暗物质

Superfluid Dark Matter around Black Holes

本文计算星系中心超大质量黑洞周围的超流体暗物质密度分布，揭示其随状态方程变化的不同幂律行为，并提出据此区分无碰撞暗物质。

2023-04-17astro-ph.COastro-ph.GAgr-qc