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…
2014-06-11 astro-ph.GA
Systematic Broad-band X-ray Study of super-Eddington Accretion onto Supermassive Black Holes. I. X-ray Continuum
我们首次利用同步的{ \it NuSTAR}和{ \it XMM-Newton}或{ \it Swift}/XRT观测对8个具有爱丁顿比$1<λ_{\rm Edd}<426$的超爱丁顿吸积活动星系核进行了系统的宽带X射线研究。我们发现，SEAMBHs显示出陡峭的主要连续斜率的源吸积在超爱丁顿制度，主要是由相对论反射。铁K $α$发射线的源，我们的样品显示相对论加宽。此外，铁K $α$线的窄分量的等效宽度遵循“X射线鲍德温”效应，也称为“岩泽-谷口”效应。我们发现一个统计学上显着的相关性之间的光子指数的主要幂律和爱丁顿比，与过去的研究一致。此外，正如对超爱丁顿源的预期，我们分析的源的反射分数的中值是一个因子$\sim 2$高于从BASS样品的1型活动星系核的反射分数的中值。我们能够估计我们的样品的三个源的日冕温度：Mrk\，382（$kT_e=7.8$ \，keV），PG\，0026 +129（$kT_e=39$ \，keV）和IRAS\，04416 +1215（$kT_e=3$ \，keV）。从SEAMBHs源在密度-温度图上的位置可以看出，在超爱丁顿活动星系核中，与低爱丁顿比活动星系核一样，X射线日冕是由电子对的产生和湮灭控制的。
2022-12-12 astro-ph.GA astro-ph.HE
The Mass Function of Supermassive Black Holes in the Direct-collapse Scenario
解释z~7时存在的超大质量黑洞（SMBH）存在的一个想法是，在直接坍缩黑洞（DCBH）上存在一个非常快速的吸积早期阶段，这些黑洞的质量约为10^4-10^5 M太阳。在这种情况下工作，我们表明，SMBH的质量函数在这样一个有限的时间段后，与超级爱丁顿吸积配对的形成率增长可以被描述为一个破碎的幂律有两个特征。在中等质量下存在幂律，其指数为无量纲比α = λ/γ，其中λ为DCBH形成时期的数量增长率，γ为DCBH增长时期超爱丁顿吸积的DCBH质量增长率。第二个特征是在高质量的幂律曲线中的突破，高于此质量函数迅速下降。断裂的位置与无量纲数\b{eta} = γ T有关，其中T是DCBH增长期的持续时间。如果SMBH继续增长，在以后的时间在爱丁顿有限的吸积率，然后观察到的类星体光度函数可以直接相关的锥形幂律函数在本文中推导出。
2021-05-29 astro-ph.GA
The Accretion Mode in Sub-Eddington Supermassive Black Holes: Getting into the Central Parsecs of Andromeda
本文通过流体动力学模拟研究仙女座星系（M31）中心气体流束的演化，发现临界质量输入条件下可形成由纤维供给的核区螺旋和气体盘，最终流入速率与黑洞宁静状态一致。
2023-08-09 astro-ph.GA
Sub-Eddington accreting supermassive primordial black holes explain Little Red Dots
本文提出LRDs可能由极早期形成的SMPBHs经亚爱丁顿吸积演化而来，并基于COSMOS-Web的434个LRDs验证该解释，说明其可在更高红移产生更多此类天体。
2024-10-28 astro-ph.CO astro-ph.GA
Radio activity of supermassive black holes with extremely high accretion rates
来自高爱丁顿和超爱丁顿吸积活动星系核的射电辐射有多种来源：持续喷流、磁化日冕和类风外流。现在还不清楚哪种机制是导致观测到的射电辐射的主要机制，以及射电辐射与其他特征参数（如爱丁顿比和黑洞质量）的关系。本文介绍了5 GHz甚大阵对窄线Seyfert 1星系中25个极高爱丁顿吸积超大质量黑洞（EESBH，爱丁顿比接近或大于1）的样品的观测结果，其中探测到22个源。大多数EESBH表现出从几百秒差距到一千秒差距尺度的紧凑射电结构。我们估算了产生射电辐射所需的最低恒星形成率面密度，发现它高于以往在环核星暴星系中探测到的最大值，这意味着射电辐射来自活动星系核活动。随着比较样本，我们发现一个整体的逆无线电响度和爱丁顿比的相关性范围从子到超级爱丁顿比。高Eddington和轻度超Eddington活动星系核（-0.5<log lambda_Edd<0.6）的射电与X射线亮度比L_R/L_X~10^-5至10^-4，射电频谱陡峭，支持射电发射来自日冕的瞬时喷出物（流出物），但是，喷流的贡献不能完全排除。我们的高度超爱丁顿源（log lambda_Edd>~0.6）具有较平坦的射电频谱，同时其射电光度较低：L_R/L_X~10^-5，其射电发射可能由磁化日冕主导，本文还提出了一种辐射压引起的喷流。
2020-07-22 astro-ph.GA astro-ph.HE
Little Red Dots as Supermassive Counterparts of SS 433: A Hyper-Eddington Accretion Framework
Xiamen University（厦门大学）；University of Cambridge（剑桥大学）；Shanghai Astronomical Observatory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院上海天文台）；Peking University（北京大学）；University College London（伦敦大学学院）；University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）
提出高红移小红点是超爱丁顿吸积微类星体SS 433的超大质量高红移类似体，通过标度吸积物理解释了其观测特征，并预测了相关关联。
2026-09-15 astro-ph.GA astro-ph.HE
Supermassive black holes with high accretion rates in active galactic nuclei: X. Optical variability characteristics
我们编制了一个样本的73个活动星系核（AGN）与混响映射（RM）的观测，从RM运动，包括我们正在进行的运动监测超级爱丁顿吸积大质量黑洞（SEAMBHs）。该样本涵盖了大范围的黑洞质量$(M_{\bullet}=10^{6-9}~M_\odot)$、无量纲吸积率$(\dot{\mathscr{M}}=10^{-2.7}-10^{2.7})$和5100~ 100 nm光度$(L_{5100}=10^{42-46}~\rm erg~s^{-1})$，使我们能够系统地研究活动星系核的光变及其与黑洞质量、吸积率和光学光度的关系。我们采用阻尼随机游走（DRW）模型描述了5100~ 100 nm连续谱的光变，并利用马尔可夫链蒙特卡罗（MCMC）方法得到了衰减光变的时间尺度（$τ_{\rm d}$）和振幅（$σ_{\rm d}$）。我们还估计了传统的变异幅度（$F_{\rm var}$），它提供了一个模型独立的措施，因此用于测试DRW的结果。我们发现活动星系核的变率特征通常与$(M_{\bullet},\dot{\mathscr{M}},L_{5100})$相关。这些相关性从亚爱丁顿到超爱丁顿吸积活动星系核是平滑的，这可能意味着活动星系核的变化可能是由相同的物理机制引起的。
2019-05-14 astro-ph.GA
Effects of spin on constraining the seeds and growth of $\gtrsim 10^9M_\odot$ supermassive black holes in $z>6.5$ Quasars
在红移为$z>6$的$\gtrsim10^9M_\odot$超大质量黑洞（SMBHs）的存在提出了这样的SMBHs如何在宇宙时间（$<1$ \，Gyr）内从小种子黑洞成长的问题。在这封信中，我们使用的$14$类星体在$z>6.5$的质量估计，以限制它们的种子和早期的增长，通过自洽考虑的自旋演化和超爱丁顿吸积的可能性。我们发现自旋在早期SMBH的生长中起着重要的作用，并且对种子质量和超爱丁顿吸积分数的约束强烈地依赖于假设的吸积历史。如果吸积与单个（或少量）事件相干，导致大部分吸积时间的高自旋，那么SMBH增长相对缓慢;如果吸积是混沌的，有许多事件，并且在每个事件中，总吸积质量远小于SMBH质量，导致中等/低自旋，那么增长相对较快。对种子质量和超爱丁顿吸积分数的约束是退化的。如果种子质量不是$\gg10^{5}M_\odot$，则需要超爱丁顿吸积的显著分数（对于$10^3-10^4 M_\odot$种子，线性尺度中的$\gtrsim0.1\%-1\%$但对数尺度中的$\sim 3-4$ dex），并且如果吸积是混沌的，则适度放宽对高种子质量和/或超爱丁顿吸积分数的要求。
2020-11-17 astro-ph.GA astro-ph.HE
Discovery of an unusual new radio source in the star-forming galaxy M82: Faint supernova, supermassive blackhole, or an extra-galactic microquasar?
利用MERLIN射电观测系统，在星暴星系M82的核区域探测到一个微弱的新射电源，该观测系统旨在监测最近明亮的超新星SN 2008iz的通量密度演化。这个新的来源最初是在2009年5月1日至5日的观测中发现的，但在一周前的观测中或之前对M82的任何观测中都没有发现。在本文中，我们报告了这个新来源的发现和监测其存在的前9个月的演变。这个新来源的真实性质仍然不清楚，我们讨论这个来源是否可能是一个不寻常的和微弱的超新星，一个与M82核有关的超大质量黑洞，或者有趣的是，第一次探测到来自河外微类星体的无线电发射。
2010-03-04 astro-ph.CO astro-ph.GA
Eddington ratio and accretion efficiency in AGN evolution
活动星系核（AGN）的宇宙学演化对于理解超大质量黑洞吸积机制以及宿主星系的演化具有重要意义。在这项工作中，我们包括非常低的爱丁顿比（10^{-3} - 10^{-2}）的对象在一个演化的情况下，并比较结果与观测到的本地分布的黑洞。我们测试了几种可能性的活动星系核人口，考虑遮蔽和光度的依赖性，并调查的爱丁顿比和辐射吸积效率的演变的质量函数的形状上的作用。我们发现，三个不同的AGN种群可以演化的参数范围比通常认为的更宽，仍然是符合当地的质量函数。一般来说，我们解中的黑洞都在快速旋转。采用固定值的吸积效率和爱丁顿比既不能提供一个完整的知识的演化机制，也不符合低爱丁顿比对象的存在。
2009-03-19 astro-ph.GA
A Chandra Survey of Supermassive Black Holes with Dynamical Mass Measurements
我们目前的钱德拉观测12个星系，包含超大质量黑洞的动态质量测量。每个星系被观测30千秒，在目标星系中总共探测到68个点源，包括超大质量黑洞源、超亮X射线源和河外X射线双星。根据我们的拟合的X射线光谱，我们报告通量，光度，爱丁顿比，和斜率的幂律谱。标准化的爱丁顿光度，2- 10千电子伏波段的SMBH源的X射线光度范围从$10^{-8}$到$10^{-6}$，和幂律斜率集中在$\sim2$与稍微倾向于陡峭（软）的斜坡在较小的爱丁顿分数，这意味着在物理过程中的变化，负责他们的排放在低吸积率。我们发现了20个ULX候选者，其中6个可能（$>90%$机会）是真正的ULX。最有希望的ULX候选者在$1.0_{-0.3}^{+0.6} \times 10^{40}$ erg/s的0.3- 10 keV波段具有各向同性的光度。
2012-02-14 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
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
A Super-Eddington, Lensing-Magnified Quasar at $z=5.07$ observed with JWST
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；University of Arizona（亚利桑那大学）；MIT Kavli Institute for Astrophysics and Space Research（麻省理工学院卡弗里天体物理与空间研究所）；University of Michigan（密歇根大学）
JWST观测到红移z=5.07的类星体J0025-0145，其内禀埃登顿比超过4.9，表明早期宇宙中超大质量黑洞可能存在超埃登顿增长。
2025-11-26 astro-ph.GA
Eddington envelopes: The fate of stars on parabolic orbits tidally disrupted by supermassive black holes
本研究通过模拟恒星被超大质量黑洞相对论性潮汐瓦解及碎片流一年演化的过程，首次自洽生成了可解释潮汐瓦解事件光学/紫外辐射的爱丁顿包层，模型与观测光变特征大体相符。
2024-07-10 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Science with an ngVLA: Accreting Supermassive Black Holes in Nearby Low-mass Galaxies
ngVLA将促进深度调查，能够探测到低质量（$< 10^9$太阳质量）星系中质量低于100万太阳质量的吸积超大质量黑洞（SMBH）的微弱和紧凑的特征。这将为超大质量黑洞的起源和活动星系核驱动的反馈在目前未探索的质量制度中的可能影响提供重要的新见解。
2018-10-15 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
Direct pathway to the Early Supermassive Black Holes: A Red Super-Eddington Quasar in a Massive Starburst Host at $z=7.2$
University of Toronto（多伦多大学）；Dunlap Institute for Astronomy and Astrophysics（邓普天文学与天体物理学研究所）；Cosmic Dawn Center (DAWN)（宇宙黎明中心）；Niels Bohr Institute（尼尔斯·玻尔研究所）；University of Copenhagen（哥本哈根大学）；Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik（马克斯·普朗克地外物理研究所）；Kavli Institute for Astronomy and Astrophysics（开普勒天文与天体物理研究所）；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）；University of Texas, Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）；Weinberg Institute for Theoretical Physics（温伯格理论物理研究所）；Cosmic Frontier Center（宇宙前沿中心）；Centro de Astrobiología (CAB)（天体生物学中心）；CSIC-INTA（西班牙国家研究委员会-国家航空航天技术研究所）
GNz7q是一个在z=7.2的高质量恒星burst宿主中的红埃德顿quasar，其快速增长的黑洞和宿主星系揭示了早期超大质量黑洞形成的关键路径。
2026-02-16 astro-ph.GA
Gas Inflow and Star Formation near Supermassive Black Holes: The Role of Nuclear Activity
气体流入超大质量黑洞（SMBH）的数值模型表明，恒星的形成可能发生在这样的环境中，通过重力不稳定的气体盘的增长。我们考虑了核活动对这种情况的影响。我们提出了第一个三维网格为基础的辐射流体动力学模拟的直接碰撞之间的下落的气体流和$4 \times 10^6~\text{M}_\odot$ SMBH，使用射线跟踪，将辐射一致的活动星系核（AGN）。我们假设流入质量的$ \approx 10^5~\text{M}_\odot$和探索辐射领域的10%和100%的爱丁顿光度（$L_\text{edd}$）。我们按照我们的模型点的中心气体盘形成恒星形成之前，并使用Toomre Q参数（$Q_T$）来测试引力不稳定性。我们发现，来自UV光子的辐射压力抑制流入。然而，对于弱辐射场，一个中心圆盘在时间尺度上形成，类似于没有反馈的模型。$> 10^{8}~\text{cm}^{-3}$的平均密度限制了光盘表面的光加热，从而允许$Q_T\approx1$。对于强辐射场，盘形成更逐渐导致较低的表面密度和较大的$Q_T$值。在我们的模型中，质量吸积率与爱丁顿极限的1%-60%是一致的，因此我们得出结论，活动星系核活动的辐射反馈不太可能抑制由大质量流入事件引起的环核恒星的形成。
2019-07-26 astro-ph.GA
Supermassive black holes with high accretion rates in active galactic nuclei. VII. Reconstruction of velocity-delay maps by maximum entropy method
作为大型混响映射系列论文之一，我们利用最大熵方法（MEM）对2012-2013年间观测到的9个具有超爱丁顿吸积率的窄线Seyfert 1星系进行了Hβ和Hγ发射线的速度延迟图的研究。用MEM方法可靠地重建了6个天体的谱图，Mrk 335的Hβ和Hγ谱线表明其宽线区（BLR）的气体正在下落。Mrk 142的Hβ和Hγ谱线显示出外流特征。Mrk 1044的Hβ和Hγ图显示了复杂的运动学--伴随着外流特征的维里化运动，IRAS F12397+3333的Hβ图与盘或球壳一致。Mrk 486和MCG +06-26-012的Hβ图谱分别提示存在流入和流出。这些超爱丁顿吸积体表现出不同的几何和运动学。简要讨论他们的BLR提供了每个单独的对象。
2018-08-02 astro-ph.GA
Partitioning the Outburst Energy of a Low Eddington Accretion Rate AGN at the Center of an Elliptical Galaxy: the Recent 12 Myr History of the Supermassive Black Hole in M87
M87是室女星系团中心的活跃星系，是研究超大质量黑洞（SMBH）与高温、富含气体环境相互作用的理想对象。钱德拉对M87的深层观测显示出一个近似圆形的激波阵面（投影半径为13 kpc），它是由中心空腔（填充有相对论性射电发射等离子体的SMBH）的膨胀驱动的，投影半径为$\sim$ 1.9 kpc。我们结合X射线和无线电观测M87的冲击模型的约束，推导出的属性的爆发，创造了13千秒差距的冲击。该模型的主要约束条件是：1）测得的马赫数（$M$ $\sim$ 1.2），2）13 kpc激波的半径，3）作为活塞驱动激波的中心空腔/气泡（射电明亮茧）的观测尺寸。我们发现一个大约1200万年前开始并持续了$\sim$ 200万年的$\sim$ 5 $\times$ $10^{57}$尔格的爆发符合所有的约束条件。在这个模型中，$\sim$ 22%的能量在激波膨胀时由激波携带。剩余的$\sim$ 80%的突出能量可用于加热核心气体。超过一半的总爆发能量最初进入中央气泡的焓，无线电茧。当浮力气泡上升时，它的大部分能量被转移到周围的热气体中。对于一个重复率约为1200万年（爆发的年龄）的爆发，80%的爆发能量足以平衡辐射冷却。
2017-05-02 astro-ph.GA astro-ph.HE
Growth of Supermassive Black Hole Seeds in ETG Star-Forming Progenitors: Multiple Merging of Stellar Compact Remnants via Gaseous Dynamical Friction and Gravitational Wave Emission
提出了$z\gtrsim 1$上局域早型星系（ETGs）恒星形成祖星中超大质量黑洞（BH）种子生长的新机制。这设想的迁移和合并的恒星紧凑的残余物（中子星和恒星质量的黑洞）通过气体动力学摩擦向中央的高密度区域的星系。我们表明，在合理的假设和初始条件下，该过程可以建立中央BH质量的顺序$10^4-10^6\, M_\odot$在一些$10^7$年，因此有效地提供重种子之前，标准盘（类爱丁顿）吸积接管，成为进一步BH增长的主导过程。值得注意的是，当宇宙$\lesssim 0.8$ Gyr的年龄构成了一个苛刻的限制时，这种机制可能为$z\gtrsim 7$类星体宿主中数十亿太阳质量BH的积累提供一种解释，而不是超爱丁顿吸积速率;此外，本发明还在红移$z\sim 2-6$的更常见的ETG祖细胞中，即使在短时间内的中等爱丁顿比$\lesssim 0.3$下，恒星形成持续时间$\lesssim$ Gyr。最后，我们探讨了未来的地面和空间探测器，如爱因斯坦望远镜（ET）和激光干涉仪空间天线（LISA）通过引力波发射检测迁移的恒星残骸和积累的中央超大质量BH之间的合并事件的前景。
2020-02-10 astro-ph.CO astro-ph.GA
Plato's view on supermassive black hole binaries: Exploring the faint limit of ESA's Plato space mission
Isaac Newton Group of Telescopes（牛顿望远镜小组）；Institute of Astronomy, KU Leuven（鲁汶大学天文学研究所）；Institute of Science and Technology Austria (ISTA)（奥地利科学与技术研究所）；Department of Astronomy, Columbia University（哥伦比亚大学天文学系）；Department of Physics, Columbia University（哥伦比亚大学物理学系）；Space Telescope Science Institute（太空望远镜科学研究所）；Department of Physics and Astronomy, Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学物理与天文系）；Niels Bohr International Academy, Niels Bohr Institute（尼尔斯·玻尔国际学院，尼尔斯·玻尔研究所）；Department of Astrophysics, IMAPP, Radboud University Nijmegen（奈梅亨拉德堡德大学IMAPP天体物理系）；Max Planck Institute for Astronomy（马克斯·普朗克天文学研究所）
本文探讨利用柏拉图任务检测超大质量黑洞双星的光度信号，通过模拟任务噪声预算和生成伪光曲线，评估其在G≤18的极限下确认类似Spikey候选体的能力。
2026-05-09 astro-ph.GA
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
Supermassive Black Holes with High Accretion Rates in Active Galactic Nuclei. VI. Velocity-resolved Reverberation Mapping of H$β$ Line
在一个大的混响映射（RM）活动的活动星系核（AGN）的吸积率高的系列论文报告的第六，我们提出了速度分辨的时间滞后的H $β$发射线在2012年$-$ 2013年的活动中观察到的9个对象。为了在分析速度分辨RM前校正视宁度和仪器引起的谱线展宽，我们采用Richardson-Lucy反褶积方法重建了它们的H $β$剖面。通过蒙特卡罗模拟验证了反褶积的正确性和有效性。九个对象中有五个显示出明显的速度依赖于时间延迟。Mrk 335和Mrk 486显示了气体流入的特征，而Mrk 142和MCG +06-26-012的宽线区域（BLR）的云倾向于径向流出。Mrk 1044与男性化动议的情况一致。其余四个的滞后不是速度可分辨的。超爱丁顿吸积大质量黑洞（SEAMBHs）的速度分辨RM表明，它们在BLR中具有运动学的多样性。与具有亚爱丁顿吸积率的活动星系核相比，我们没有发现SEAMBHs的BLR运动学有显著差异。
2016-02-05 astro-ph.GA
An Accreting Supermassive Black Hole Buried in a Faint Dwarf Galaxy
在矮低表面亮度星系MJ0818+2257中发现赛弗特2型AGN，其核区超大质量黑洞质量约6.5×10^6太阳质量，动力学质量与恒星质量相当，黑洞与恒星质量比偏高，引发对低光度星系中SMBH生长的思考。
2024-08-20 astro-ph.GA
A Simple Condition for Sustained Super-Eddington Black Hole Growth
宇宙学中最紧迫的问题之一是，在大爆炸后的10亿年内，为高红移类星体提供动力的黑洞（BH）是如何成长为超大质量的。在这里，我们表明，持续的超爱丁顿吸积可以实现与爱丁顿分数$f_{\rm Edd}$ > 2/ $ε$的黑洞，其中$ε$是在吸积过程中产生的辐射的效率。在这种情况下，辐射携带的动量太少，无法阻止吸积流，下落的气体捕获了辐射。BH生长然后不受阻碍地进行，直到气体供应被耗尽，与以较低速率的吸积形成对比，该较低速率的吸积受到吸积过程中产生的辐射的限制。在大质量高红移类星体宿主星系中的大量气体供应可能很容易通过这种供应有限的吸积模式吸积到种子黑洞上，为这种超大质量黑洞如何在早期宇宙中组装提供了解释。这种持续的超爱丁顿增长也可以解释推断的寿命短的H II地区周围的高红移类星体，如果大部分的BH增长发生没有相关的辐射逃逸到星系际介质。这进一步意味着，一群被遮蔽的快速增长的黑洞可能很难被探测到，这也许可以解释为什么只有很少的类星体的爱丁顿分数高于几个。最后，这个简单的持续超爱丁顿增长的条件可以很容易地在宇宙学模拟中实现，可以用来评估它发生在什么环境中。
2022-06-22 astro-ph.CO 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
Rates of Stellar Tidal Disruption as Probes of the Supermassive Black Hole Mass Function
利用一个大星系样本（N=146）计算了由二体弛豫引起的超大质量黑洞的恒星潮汐破裂事件（TDE）速率，以探讨TDE速率对观测不确定性的敏感性，如星系光剖面参数化和恒星质量函数.最大的不确定性是由于低质量星系中SMBHs的占用率限制得很差，否则占主导地位的总TDE率。TDE耀斑的光学调查的检测率计算作为SMBH质量和其他观测的几个物理动机的TDE排放模型的函数。我们还量化了产生深度穿透破坏事件的星系的比例。如果大多数探测到的事件都具有超爱丁顿光度的特征（如盘风，或来自离轴相对论性喷流的同步辐射），那么测量到的SMBH质量分布将严格限制低端SMBH占据分数。然而，如果爱丁顿有限发射通道占主导地位，那么在通量有限的调查中（尽管仍然存在于体积完整的事件样本中），占据分数的灵敏度要小得多。SMBH质量分布的当前样本的TDEs，虽然高度不均匀和阻碍的选择效应，已经表明，爱丁顿有限的排放渠道占主导地位。即使是我们最保守的速率估计似乎是在紧张的观测推断TDE率低得多，我们讨论了几种可能的解决方案，这种差异。
2016-02-25 astro-ph.GA astro-ph.HE
Supermassive black hole fueling in IllustrisTNG: Impact of environment
在$0.01-1\ h^{-1}$ Mpc尺度下，利用IllustrisTNG（TNG 100）模拟宇宙，研究了活动星系核（AGN）与环境的关联.我们确定超大质量黑洞（BH）的对和倍数范围内的0.01，0.1，和1 $h^{-1}$ Mpc和检查活动星系核活动的随机选择的对和倍数。TNG 100中BH的数密度为$n=0.06\,h^3$ Mpc $^{-3}$ at $z\lesssim1.5$（$n=0.02\,h^3$ Mpc $^{-3}$ at $z=3$）。约有$\sim10$ %和$\sim1$ %的个体成对和多个体生活，其比例在0.1 $h^{-1}$ Mpc尺度内。我们发现，BH系统具有增强的可能性（高达3-6倍），包含高爱丁顿比（$η\gtrsim0.7$）AGN相比，随机对和倍数。相反，活动星系核在0.1 $h^{-1}$ Mpc尺度系统中生存的可能性也比随机配对和多重星系核高（$η\gtrsim0.7$的$\sim4$因子）。在$0.1\ h^{-1}$ Mpc尺度上，我们还估计了TNG 100中超硬X射线选择的活动星系核的$\sim10$ %具有可探测的2-10 keV活动星系核伴体，与观测结果一致。然而，在更大的空间尺度上（$\sim 1$ $h^{-1}$ Mpc），即使在高爱丁顿比下，BH对和倍数也没有显著的增强。因此，在丰富的小尺度（$\lesssi…
2020-06-30 astro-ph.CO astro-ph.GA
Constraints on the Growth and Spin of the Supermassive Black Hole in M32 From High Cadence Visible Light Observations
我们提出了1秒的韵律观测M32（NGC 221）与CHIMERA仪器在黑尔200英寸的帕洛玛天文台望远镜。利用场星作为相对测光的基线，我们能够在g ′和r ′波段构造一条光度稳定性为1 σ =36毫等的核光变曲线。我们推导出一个时间的核功率谱，并没有发现任何证据的噪声以上的时变信号将是预期的，如果核黑洞吸积气体。因此，我们无法限制黑洞的旋转，尽管未来的工作将使用这种强大的工具来瞄准更活跃的吸积黑洞。从恒星运动学推断，黑洞的质量为（2.5+/-0.5）* 10 ^6 Msun，由于没有来自核时变信号的贡献，因此吸积速率的上限为爱丁顿速率的4.6*10^{-8}，比过去HST的上限严格两倍。尽管黑洞的恒星密度很高，但它的质量很低，这表明恒星相互作用释放的气体主要是在宇宙早期，当时低质量的黑洞的爱丁顿光度很小。这至少部分是由早期宇宙时期头重脚轻的恒星初始质量函数驱动的，它是恒星质量黑洞的有效制造者。这意味着，超大质量黑洞可能是由3-100 Msun质量的黑洞合并形成的种子产生的，然后通过恒星相互作用过程产生的气体吸积。
2017-05-01 astro-ph.GA
Super-Eddington Accretion in Quasars
本文综述类星体中超大质量黑洞超爱丁顿吸积的观测识别、极端光谱特征、早期黑洞增长证据及其作为宇宙学距离指示器的潜力。
2025-02-20 astro-ph.GA astro-ph.HE
Effect of mass loss due to stellar winds on the formation of supermassive black hole seeds in dense nuclear star clusters
在$z\gtrsim 6$对高红移类星体的观测显示，质量为$\sim 10^9\,\mathrm{M_{\odot}}$的超大质量黑洞（SMBH）已经在大爆炸后的第一个$\sim$ Gyr中就位。质量为$10^{3-5}\,\mathrm{M_{\odot}}$的超大质量恒星（SMS）是这些观测到的SMBH的潜在种子。一个可能的形成通道，这些SMSs的气体吸积和失控的恒星碰撞的相互作用，在密集的核星团（NSC）。然而，由于恒星风造成的质量损失可能是形成SMS的重要限制，并影响最终质量。在本文中，我们研究的质量损失驱动的恒星风的形成和发展的SMSs在致密的NSC使用理想化的N体模拟的效果。考虑到不同的吸积方案，我们研究了质量损失率的影响，在很宽的范围内的金属丰度$Z_\ast=[.001-1]\mathrm{Z_{\odot}}$和爱丁顿因子$f_{\rm Edd}=L_\ast/L_{\mathrm{Edd}}=0.5,0.7,\,\&\, 0.9$。由于$10^{-4}\,\mathrm{M_{\odot}yr^{-1}}$的高吸积速率，即使在高金属丰度环境中也可以形成质量为$\gtrsim 10^3\MSun$的SMS。对于较低的吸积率$10^{-5}\,\mathrm{M_{\odot}yr^{-1}}$，除了$Z_\ast=\mathrm{Z_{\odot}}$和$f_{\…
2021-05-07 astro-ph.GA
Testing Super-Eddington Accretion onto a Supermassive Black Hole: Reverberation Mapping of PG 1119+120
本研究通过光谱和测光监测对类星体PG 1119+120进行反响映射，测得黑洞质量并分析其吸积流光变，发现其吸积呈超爱丁顿特征，观测结果与slim disc模型高度一致。
2023-05-16 astro-ph.GA astro-ph.HE
Final stage of merging binaries of supermassive black holes: observational signatures
人们对双超大质量黑洞（SMBH）的兴趣越来越大，但在观测中，分离小于~1光日（10^8 Msun的引力半径为~10^2）的合并双星在引力波的控制下迅速演化，是难以捉摸的。在本文中，我们讨论了三个区域的组成SMBH周围的迷你盘的命运：1）低速率（对流主导吸积流（ADAF）），2）中等速率，3）超爱丁顿吸积率。具有中间速率的微型盘通过热电晕的热传导进行蒸发，形成混合径向结构。当双星轨道周期小于蒸发小圆盘的声传播时间尺度时，由于圆盘将被高度扭曲而被破坏，因此出现了一种新的不稳定性，称为声不稳定性。我们证明了小圆盘的声不稳定性与A_{crit} ~10^2 Rg的临界分离，并且腔中充满了热气体。对于这些二进制，组件SMBH的吸积与邦迪模式的ADAF制度，显示周期性的变化所造成的多普勒增强效应的无线电从ADAF由于轨道运动。与此同时，环双星盘（CBD）仍然没有足够的热（紫外赤字）来产生光子来吸收气体以获得宽发射线。当CBD吸积速率极高时，Mg Ⅱ线出现，而当CBD吸积速率极高时，Mg Ⅱ线出现，而当CBD吸积速率极高时，Mg Ⅱ线出现，而当CBD吸积速率极高时，Mg Ⅱ线出现，CIV线出现。此外，如果CBD与二元平面不对准，则预期具有约十倍射电周期的光学周期变化。
2022-11-08 astro-ph.GA astro-ph.HE
The origin of supermassive black holes at cosmic dawn
本研究通过分析暗物质晕与黑洞联合势下的球对称吸积过程，提出黑洞吸积分低、高两个阶段，第二阶段快速增长可解释宇宙黎明时期超大质量黑洞的存在，且吸积多为亚爱丁顿状态，短暂超爱丁顿阶段无辐射反馈阻碍。
2024-04-11 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Deciphering the origins and growth of supermassive black holes
本文提出经理论与观测检验的SMBH质量—年龄经验关系，推断高红移及13万余个SMBH的种子质量、形成通道与吸积演化。
2025-03-13 astro-ph.GA
Detection of a Parsec-Scale Jet in a Radio-Quiet Narrow-Line Seyfert 1 Galaxy with Highly Accreting Supermassive Black Hole
活动星系核中的喷流是理解星系与其中心超大质量黑洞共同演化的关键因素。不幸的是，喷射发射和准直的机制仍然是难以捉摸的。观测证据表明，随着爱丁顿比的增加，射电响度降低，这意味着喷流应该与吸积过程相耦合。为了进一步探索喷流和吸积之间的关系，有必要将我们对喷流的认识扩展到活动星系核爱丁顿比分布的极端。利用甚长基线阵列（VLBA），我们报告了在Mrk 335，一个无线电安静的窄线塞弗特1星系的爱丁顿比接近/以上的单位秒差距尺度的无线电结构的检测。在1.5 GHz的VLBA图像上显示了一个南北向延伸的$\sim20$秒差距的细长结构，其峰值通量密度为$1.98\pm0.05$ mJy/beam，射电亮温度高达$6\times10^{7}$ K。这一特点提供了一个强有力的证据，秒差距尺度（双极）喷流发射高度吸积SMBH。我们讨论了比较Mrk 335与其他高度吸积系统，如银河系黑洞和潮汐破裂事件的结果，并回顾了准直日冕的发现在附近的SMBH Mrk 335由以前的X射线观测，其关系的秒差距尺度的射电喷流应探讨未来同步X射线光谱和高分辨率射电观测。
2021-11-25 astro-ph.GA astro-ph.HE
Light, medium-weight or heavy? The nature of the first supermassive black hole seeds
在$z>6$对超亮类星体的观测揭示了超大质量黑洞（SMBH $>10^9 \rm M_{\odot}$）的快速增长，其起源仍然难以解释。它们的祖先可能是大质量无金属恒星（轻种子）的残余，通过恒星碰撞（中等质量种子）和/或大质量气体云直接坍缩（重种子）形成的。在这项工作中，我们调查的第一次在形成$z>6$ SMBHs在爱丁顿有限的气体吸积的情况下，这三个种子人口的相对作用。为此，我们在半解析数据约束模型中实现了莱曼-沃纳（LW）光离解辐射和金属/尘埃富集的空间波动的统计描述。这使我们能够设置BH种子形成的物理条件，在$z>6$的宇宙高度偏差区域探索它们的相对出生率。我们发现，列入中等重量的种子不定性地改变的生长历史的第一SMBH：虽然不太大规模的种子（$<10^3 \rm M_\odot$）形成在一个较高的速度，质量增长的一个$\sim 10^9 \rm M_\odot$ SMBH在$z<15$是由有效的气体吸积（在亚爱丁顿速率）到其沉重的祖先（$10^5 \rm M_\odot$）。这一结论独立于LW辐射的临界水平，甚至当中等重量的种子被允许在更高的金属丰度星系中形成时，通过所谓的超级竞争吸积场景。我们的研究表明，$z \sim 6$ SMBHs的谱系的特点是丰富多样的BH祖细胞，这只代表了一小部分（$< 10 - 20\%$）的所有BH种子星系在$z > 15$。
2021-06-15 astro-ph.GA
One-zone models for spheroidal galaxies with a central supermassive black-hole. Self-regulated Bondi accretion
利用一个单区演化模型，研究了超大质量黑洞与宿主星系的协同演化随吸积辐射效率、暗物质含量和宇宙学气体注入量的变化.特别地，辐射反馈是通过使用自调节的Bondi吸积计算的。模型的特点是强烈的振荡时，星系是在活动星系核状态与高吸积光度。我们发现，这些单区模型是能够重现两个重要的阶段的星系演化，即一个模糊的冷阶段时，大部分的恒星形成和黑洞吸积发生，以及以下的静态热阶段，吸积仍然高度次爱丁顿。在几乎所有的模型中也发现了与冷相相关的康普顿厚相。参数空间的探索表明，与现今的Magorrian关系最接近的协议，获得独立的暗物质晕质量，星系与低质量的种子黑洞，吸积辐射效率~0.1。
2010-10-16 astro-ph.GA
Structure and evolution of circumbinary disks around supermassive black hole (SMBH) binaries
一般认为，星系中心超大质量黑洞（SMBH）双星周围的气体盘可以促进双星合并，并产生电磁波和引力波的观测信号。通过用粘性角动量通量F_J重新表述粘滞盘演化的标准方程，我们探讨了环双星盘的一般性质。在稳态下，F_J是比角动量的线性函数，它是标准常数\dot M盘解的推广（但不等价于）。如果中心双星产生的力矩能有效地阻止气体流入并在盘中打开间隙（或空腔），则环双星盘的内部可以近似为一个常FJ盘。我们在不同的物理制度相关的SMBH双星计算这样的磁盘的属性，并使用这些结果来理解的气体辅助的演变SMBH对开始分离10^{-4}-10 ^{-2} pc。我们发现以下情况。(1)物质在盘的内边缘的堆积导致作用在双星上的扭矩的持续增长，并且与引力波驱动的衰变相比，可以大大加速其轨道演化。(2)二进制上的扭矩是确定非本地的，并不反映在二进制附近的磁盘属性。(3)双星的演化取决于过去的盘演化历史。(4)爱丁顿极限在环双星盘中是重要的，即使它们在双星演化的后期以亚爱丁顿速率吸积。(5)在双星扭矩的作用下自洽演化的环双星盘发出更多的功率，并且具有与恒定\dot M盘的光谱不同的光谱-它更陡（νF_ν \propto ν^{12/7}）并且延伸到更短的波长，便于其检测。
2012-06-12 astro-ph.GA
JWST Spectroscopic View of a Rapidly Growing Dust-obscured Quasar at $z \sim 4$: Effect of Dust Extinction Correction on Black Hole Mass and Eddington Ratio Estimation
针对z≈4的尘埃遮蔽类星体LID-568，利用JWST光谱及无消光估计器，修正其黑洞质量与爱丁顿比，发现并非超爱丁顿吸积，强调尘埃消光校正在黑洞增长分析中的重要性。
2025-03-11 astro-ph.GA
How a Klein-Nishina Modified Eddington limited accretion explains rapid black hole growth in the early universe
本文通过引入基于 Klein-Nishina 公式的修正电子截面，提出内盘准球形流吸积模型，使黑洞在遵循爱丁顿极限下仍能快速增长，将超大质量黑洞形成时间最多减少47%，解决了早期宇宙黑洞快速增长与爱丁顿极限的矛盾。
2025-07-11 astro-ph.GA astro-ph.HE
Constraining the supermassive black holes evolution through the continuity equation
超大质量黑洞（SMBH）的种群由静止的SMBH（如在包括银河系在内的本地星系中看到的SMBH）和活动的SMBH（导致类星体和活动星系核（AGN））组成。在我们的邻居之外，我们所拥有的关于SMBH的所有信息都来自类星体和活动星系核，这给了我们一个局部的观点。我们研究的SMBH人口的演变，总的和活跃的，由连续性方程，从z=0到z=4的时间向后。1型和2型活动星系核在模型中的爱丁顿比分布的基础上进行了区分，根据观测估计选择。占空比是通过匹配类星体的光度函数得到的，平均辐射效率是模型中唯一的自由参数。对于更高的辐射效率（>~0.07），SMBH群体的大部分（其中大多数是静止的）必须在z=4时已经就位。对于较低的辐射效率（~0.05），占空比随着红移而增加，并且自z=4以来，SMBH人口急剧演变。活跃SMBH的质量函数不依赖于辐射效率或局部SMBH质量函数的选择，但它主要是由类星体光度函数决定的，一旦爱丁顿比分布是固定的。只有直接测量红移z>~2的总BHMF才能打破这些简并性，从而对平均辐射效率产生重要限制。聚焦于1型活动星系核，对于它的质量函数和爱丁顿比分布的观测估计存在于不同的红移，具有较低辐射效率的模型在高z处更好地再现了质量函数的高质量端，但它们倾向于在低z处过度预测它，反之亦然，对于具有较高辐射效率的模型。
2017-01-27 astro-ph.CO astro-ph.GA
Super-Eddington accretion of dusty gas onto seed black holes: metallicity-dependent efficiency of mass growth
超爱丁顿吸积到中间种子黑洞上是早期宇宙中超过$10^9~M_\odot$的超大质量黑洞的一种可能形成方式。在这里，我们调查如何快速吸积可能发生的气体和尘埃中含有有限数量的重元素。在我们的一维辐射流体动力学模拟中，辐射转移解决了吸积盘发出的直接紫外光和尘埃颗粒热发射的漫射红外光。我们的结果表明，由红外光辐射力引起的强烈反馈调节质量吸积。金属丰度越高，吸积速率越低，并存在一个临界金属丰度$Z \sim 10^{-2}~Z_\odot$，在此临界金属丰度以上，红外光的辐射压阻止了超爱丁顿吸积。考虑到这一点，我们研究是否尘埃超爱丁顿吸积发生在年轻星系使用一个简单的模型。我们表明，足够数量的星系在$z \gtrsim 10$可以这样的潜在网站，如果黑洞吸积冷稠密气体与$T \sim 10^2$ K，近似的热平衡值在$Z = 10^{-2}~Z_\odot$。我们认为BH通过快速吸积生长的效率取决于金属丰度，并且金属丰度略低于$10^{-2}~Z_\odot$为最有效的生长提供了机会。
2019-07-09 astro-ph.GA
Revisiting Soltan's argument based on a semi-analytical model for galaxy and black hole evolution
利用星系和黑洞演化的半解析模型，讨论了超爱丁顿吸积对超大质量黑洞宇宙生长的意义。该模型解释了星系和活动星系核在宽红移范围内的各种观测性质。通过跟踪单个SMBH的生长历史，我们发现，在超爱丁顿吸积阶段获得的SMBH质量的总SMBH质量的分数变得更大的质量较小的黑洞和在较高的红移。即使在z = 0时，大于1e+9 Msun的SMBH也通过超爱丁顿吸积获得了超过50%的质量，这显然与经典Soltan的论点不一致。然而，我们的模型得到的质量加权辐射效率的SMBH与> 1e+8 Msun，约为0.08，在z = 0，这是一致的观测不确定性内的Soltan的论点。因此，我们的结论是，索尔坦的论点不能拒绝的可能性，SMBH增长主要是由超爱丁顿吸积。
2020-06-03 astro-ph.GA
Dusty Gas Accretion onto Massive Black Holes and Infrared Diagnosis of the Eddington Ratio
最近的观测有力地证明了早期宇宙中超大质量黑洞（SMBH）周围存在尘埃的证据。然而，对于含尘气体中SMBHs的吸积机制还没有很好的认识。利用一维辐射流体动力学模拟研究了尘埃云中$\sim 10^{5}~M_{\odot}$的中等质量黑洞的生长。我们发现，含尘气体到IMBHs的吸积进行温和的小波动的吸积率，而原始气体引起更激烈的周期性爆发。当尘埃与气体的质量比接近太阳附近时，时间平均光度比原始气体小一个数量级，而当初始气体密度为$n_{\rm H} = 10 - 1000~\rm cm^{-3}$时，时间平均爱丁顿比的范围为$\sim 10^{-4}$ ~ $\sim 10^{-2}$。我们的计算表明，在调节BH的增长，尘埃不透明度单独的效果是次要的尘埃辐射压力相比。我们还通过计算尘埃的热辐射得到了红外波段的光谱能量分布，并表明$λ\lesssim 20~\rm μm$和$\gtrsim 100~\rm μm$之间的通量比与爱丁顿比密切相关。BH附近的热尘埃的热辐射仅在高吸积阶段占主导地位，在$\lesssim 20~\rm μm$产生更高的通量密度。因此，我们认为，JWST的MIR观测和ALMA或Spitzer的FIR观测的组合可以用来估计大质量黑洞的爱丁顿比。
2017-04-19 astro-ph.GA
Multiphase Gas Nature in the Sub-parsec Region of the Active Galactic Nuclei. III. Eddington Ratio Dependence on the Structures of Dusty and Dust-free Outflows
通过二维辐射流体动力学模拟，研究了爱丁顿比对活动星系核亚秒差距尺度外流的影响，发现其决定外流速度且解析解有助于理解视线方向的动力学与辐射结构。
2024-11-12 astro-ph.GA
Supermassive black holes are growing slowly by $z\sim5$
本研究利用XQz5亮类星体样本研究z~5处黑洞质量函数，约束了吸积增长性质，发现z≫5时黑洞增长速率需远高于z=5-4阶段，并探讨了不同种子质量对应的增长要求及极端类星体的形成途径。
2024-05-17 astro-ph.GA
Super-Eddington mass growth of intermediate-mass black holes embedded in dusty circumnuclear disks
我们进行了第一个三维辐射流体动力学模拟，调查嵌入在大规模的自引力，尘埃核吸积盘的中间质量黑洞（IMBHs）的增长。我们探讨了质量吸积效率对气体金属丰度$Z$和质量注入的依赖性，从外星系盘$\dot{M}_{\rm in}$在超爱丁顿吸积率，并发现中央BH可以美联储在超过爱丁顿率只有当尘埃盘变得足够的光学厚度电离辐射。在这种情况下，由于光蒸发而从盘的质量流出被抑制，因此质量注入速率的大部分（$\gtrsim 40\%$）可以供给中心BH。条件表示为$\dot{M}_{\rm in} > 2.2\times 10^{-1}~M_\odot ~{\rm yr}^{-1} (1+Z/10^{-2}~Z_\odot)^{-1}(c_{\rm s}/10~{\rm km~s}^{-1})$，其中$c_{\rm s}$是气体盘中的声速。随着数值分辨率的增加，剧烈的盘碎裂降低了盘的表面密度，而通过形成团块的动力学加热使盘的厚度更高。其结果是，光蒸发质量损失率上升，从而增加了临界注入速率固定金属丰度。这个过程使超爱丁顿生长的BH，直到BH质量达到$M_{\rm BH} \sim 10^{7-8}~M_\odot$，这取决于主机的暗物质晕和金属富集的历史属性。在原星系的集合体中，在$z\sim 15-20$质量变化为3-4 $σ$的过密区域中形成的种子黑洞能够经历短时间的快速生长，然后过渡到爱丁顿限制…
2020-09-30 astro-ph.GA
BASS XXXVII: The role of radiative feedback in the growth and obscuration properties of nearby supermassive black holes
利用硬X射线选择的活动星系核（AGN）大样本研究了遮蔽与超大质量黑洞（SMBH）生长的关系。我们发现一个强有力的减少以上的爱丁顿限制尘埃气体（$\log λ_{\rm Edd}\gtrsim -2$）的模糊源的分数确认早期的结果，并与辐射调节统一模型。这也解释了最近的研究中得到的1型和2型活动星系核的爱丁顿比分布函数（ERDF）的差异。附近活动星系核的ERDF在$\log λ_{\rm Edd}^{*}=-1.34\pm0.07$处出现了断裂。这对应于活动星系核从大部分天空被遮蔽物质覆盖到大部分没有吸收物质的$λ_{\rm Edd}$。光度函数也观察到类似的趋势，这意味着当活动星系核被大量的气体和尘埃所覆盖时，局部宇宙中大部分的SMBH增长都发生了。这些结果可以用活动星系核在$N_{\rm H}-λ_{\rm Edd}$平面内运动的辐射调节生长模型来解释。生长幕开始于活动星系核大部分未被遮蔽，并在低$λ_{\rm Edd}$时吸积。当SMBH进一步被填充时，$λ_{\rm Edd}$、$N_{\rm H}$和覆盖因子增加，导致活动星系核优先被观测为被遮蔽。一旦$λ_{\rm Edd}$达到尘埃气体的爱丁顿极限，覆盖因子和$N_{\rm H}$迅速减小，导致活动星系核通常被观测为不模糊的。当剩余的燃料耗尽时，SMBH回到静止阶段。
2022-08-31 astro-ph.GA astro-ph.HE
Unveiling the small-scale jets in the rapidly growing supermassive black hole IZw1
本研究利用高分辨率 VLBI 观测，在快速生长的超大质量黑洞 IZw1 中成功探测到约 45 秒差距的小尺度间歇性喷流，为极端高吸积状态下的 AGN 与 X 射线双星类比提供了支持。
2023-05-21 astro-ph.GA astro-ph.HE
A Nearly Naked Supermassive Black Hole
在对不在星系核中的超大质量黑洞（SMBH）进行系统搜索的过程中，我们发现了紧凑的对称射电源B3 1715+425，其发射线星系偏离红移$z = 0.1754$星系团ZwCl 8193中最亮的星系团（BCG）的核约8.5 kpc。B3 1715+425太亮（在观测频率7.6 GHz时的亮度温度为$\sim 3 \times 10^{10}$ K），也太亮（1.4 GHz光度为$\sim 10^{25}$ W/Hz），除了SMBH之外，其他星系都无法提供能量，但它的宿主星系要小得多（$\sim 0.9$ kpc $\times$ 0.6 kpc半峰间全宽），光学上也比其他射电星系要暗（R波段绝对星等$\sim -18.2$）。它相对于BCG的高径向速度$\sim 1860$ km/s，延伸回BCG核的连续电离尾流，以及周围的碎片表明射电星系在穿过BCG核时被潮汐撕碎，留下一个几乎裸露的超大质量黑洞，以空间速度PDMATHAMT km/s逃离BCG。这个射电星系的质量相当于$< 6 \times 10^9$太阳质量，红外线光度$\sim 3 \times 10^{11}$太阳光度接近其尘埃爱丁顿极限，因此它很容易受到辐射反馈的进一步质量损失。
2016-11-01 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
