Formation and Growth of the First Supermassive Black Holes in MOG
该研究在修正引力（MOG）框架下探究早期宇宙首批超大质量黑洞的形成与生长，分析该框架下气体与物质动力学，为相关观测差异提供新解释思路。
2024-03-03 astro-ph.GA gr-qc
Black versus Dark: Rapid Growth of Supermassive Black Holes in Dark Matter Halos at z ~ 6
本文报道了49个z ~ 6类星天体（QSO）的超大质量黑洞质量（SMBH; M_BH）与宿主暗物质晕质量（M_h）之间的关系。在这里，我们估计M_h假设的旋转速度从FWHM_CII等于圆速度的晕，我们已经测试了这个过程中使用的z ~ 3类星体，也有集群为基础的M_h估计。我们发现，绝大多数z ~ 6 SMBH的质量比根据局部M_BH-M_h关系所预期的要大，其中三分之一的样本的质量因子>~ 10^2。样品的中位质量比M_BH/M_h = 6 × 10^{-4}，表明晕中有0.4%的重子被锁定在SMBH中。我们的SMBH的质量增长率相当于SFR的~ 10%，或平均重子吸积率的~ 1%，宿主星系。很大一部分的宿主星系在SFR和恒星质量和大小方面与平均星系一致。我们的研究表明，即使在正常的恒星形成活动下，由于有效的气体吸积，发光z ~ 6类星体中的SMBH（M_BH ~ 10^{8-10} Msun）的增长也大大早于宿主晕的增长，尽管我们不能排除未被探测到的SMBH具有局部M_BH/M_h比值的可能性。这种先前的增长与恒星与晕质量比的温和演化形成对比。
2019-02-25 astro-ph.GA
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
Dwarf galaxies might not be the birth sites of supermassive black holes
局域矮星系中的中等质量黑洞被认为是早期种子黑洞的遗迹。然而，它们的增长可能受到星系合并和BH反馈的影响，因此它们不能被视为早期种子BH人口的示踪剂。
2019-01-09 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
The early growth of supermassive black holes in cosmological hydrodynamic simulations with constrained Gaussian realizations
在宇宙学流体动力学模拟中，采用不同的黑洞播种方案研究了超大质量黑洞的早期生长。采用约束高斯实现，我们重建的初始条件，在大容量的BlueTides模拟和运行它们的$z=6$交叉验证，该方法再现的第一类类星体及其环境。我们的约束模拟在体积的$(15\, h^{-1}{\rm Mpc})^3$成功地恢复大尺度结构的演变和恒星和BH质量附近的$\sim10^{12}\, M_{\odot}$晕，我们确定在蓝潮在$z\sim7$托管$\sim10^9\, M_{\odot}$ SMBH。在我们的约束模拟中，只有在初始条件下具有低潮场和高密度峰的模拟才能诱导解释$z>6$类星体所需的最快BH增长。我们用不同BH种子质量的$5\times10^3$、$5\times10^4$和$5\times10^5\, h^{-1}M_{\odot}$运行两组模拟，（a）具有相同的晕圈与BH种子质量的比率，以及（b）具有相同的晕圈阈值质量。在$z=6$，所有SMBH在质量上收敛到$\sim10^9\, M_{\odot}$，除了（b）中具有最小种子的SMBH经历临界BH生长并达到$10^8$ - $10^9\, M_{\odot}$，尽管（b）中的大部分生长与组（a）相比延迟。在小种子方案中发现了8个BH合并（4个在$z>12$处有质量为$10^4$- $10^6\, M_{\odot}$），在中等种子方案中…
2020-05-27 astro-ph.GA
Simultaneous Measurements of Star Formation and Supermassive Black Hole Growth in Galaxies
星系中的超大质量黑洞与它们的恒星一起成长，尽管人们对这些主要星系成分之间的关系知之甚少。对恒星和星系中黑洞的宇宙生长的观测受到不相交样本和尘埃衰减的强烈影响。热红外线具有令人难以置信的潜力，可以同时测量覆盖广泛物理条件的大样本星系中的恒星形成和黑洞吸积速率。斯皮策在低红移时证明了这种潜力，并通过观察z~2处最明亮的星系。JWST将这些方法应用于这些时期的正常星系，但无法产生大的光谱样本或访问高红移的热红外。在我们的波长覆盖范围内，JWST和ALMA之间将存在一个数量级的差距。一个大型的冷红外望远镜可以填补这一空白，以确定何时（在宇宙时间内），以及在哪里（在宇宙网络中），恒星和黑洞共同进化，通过测量这些过程同时在统计上完整和公正的星系样本z>8。下一代无线电干涉仪将具有测量恒星形成和核吸积的分辨率和灵敏度，即使是在尘埃最多的星系中。热红外线和无线电一起可以独特地确定恒星和超大质量黑洞如何在宇宙时间内在星系中共同进化。
2019-03-12 astro-ph.GA
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
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
Offset Active Galactic Nuclei as Tracers of Galaxy Mergers and Supermassive Black Hole Growth
偏置活动星系核（AGNs）是处于星系合并过程中的活动星系核，它相对于其宿主星系产生运动学上的偏置。偏置活动星系核也是对偶活动星系核的近亲。我们进行了一个系统的搜索偏移活动星系核在斯隆数字巡天，通过选择活动星系核的发射线，表现出统计上显着的视线速度偏移相对于系统。从18314个z<0.21的2型活动星系核的母样本中，我们识别出351个速度偏移量为50 km/s < |v| < 410 km/s的活动星系核候选体。当我们在观测速度中考虑投影效应时，我们估计4% - 8%的活动星系核是偏移活动星系核。我们设计了选择标准，以绕过旋转气体盘、活动星系核外流和超大质量黑洞的引力反冲产生的速度偏移，但仍需要后续观测来确认我们的候选者是偏移活动星系核。我们发现，在43 < log（L_bol）[erg/s] < 46的光度范围内，活动星系核中作为偏移候选者的比例随着活动星系核的热光度的增加而增加，从0.7%增加到6%。如果这些候选者被证明是真正的偏移活动星系核，那么这将是星系合并优先触发高光度活动星系核的直接观测证据。最后，我们发现，部分的活动星系核的偏移活动星系核候选人增加从1.9%，在z=0.1到32%，在z=0.7，在步骤中的星系合并分数在相同的红移范围内的增长。
2014-05-26 astro-ph.GA
On the Connection between Supermassive Black Hole and Galaxy Growth in the Reionization Epoch
超大质量黑洞（SMBH; $\mathcal{M}_{\rm BH}$）和它们的宿主星系（$\mathcal{M}_\star$）在再电离时期的质量之间的相关性为它们的早期生长提供了有价值的约束。高红移类星体的$\mathcal{M}_{\rm BH}$ / $\mathcal{M}_\star$比值通常比本地值高得多。然而，对于最遥远的类星体来说，这种明显的偏移在多大程度上是由观测偏差驱动的尚不清楚。为了解决这个问题，我们的样本选择和测量偏差的汇编在$z\sim6$主机属性的基础上ALMA观测的类星体。我们发现，观测到的类星体在$\mathcal{M}_{\rm BH} - \mathcal{M}_\star$平面上的分布可以通过假设$z\sim6$上的SMBH布居遵循局域宇宙中的关系来再现。然而，$\mathcal{M}_{\rm BH}$ / $\mathcal{M}_\star$的正向或甚至负向演变也可以解释数据，这取决于固有散射是否演变以及各种系统不确定性的强度。为了打破这些简并性，需要提高质量测量的准确度，并将当前样品扩展到较低的$\mathcal{M}_{\rm BH}$限值。此外，假设辐射效率为0.1，类星体占空比从活跃的SMBH分数估计，在$\mathcal{M}_{\rm BH}$ / $\mathcal{M}_\star$显着的离群值倾向于移动到本地的关系给定…
2022-05-29 astro-ph.GA
The physical origin of super-competitive accretion during the formation of the first supermassive black holes
数值模拟显示了一种被称为“超级竞争吸积”的情况的发生，这个术语描述了一种情况，即只有中心的少数天体变得超大质量，而大量的恒星竞争储存库，具有$\gtrsim0.1$ M $_\odot$ yr $^{-1}$的显著吸积流。这种情况特别意味着，碎片的存在不一定会阻碍中心大质量物体的形成。我们在这里探索这种现象，通过碰撞和吸积增长的分析估计，考虑由于自引力以及邦迪-霍伊尔吸积吸积。特别是，我们探讨了在什么条件下的吸积到中心的大质量的对象打破，并得出一个标准，取决于质量最大的对象的质量和质量的碎片。对于尺寸约为$0.1$ ~pc的致密团簇，我们进一步发现碰撞引起的质量增长与吸积引起的质量增长是相当的。通过与数值模拟的比较，我们的结果得到了验证，我们总体上得出结论，超竞争吸积是一个有效的机制，在早期宇宙中形成非常大的物体。
2023-03-14 astro-ph.GA
Supermassive black hole growth in hierarchically merging nuclear star clusters
研究通过宇宙学并合树分析星系层级并合，论证超大质量黑洞种子在早期核星团中通过恒星黑洞并合形成，并指出中等质量黑洞、核星团、早期气体吸积及引力波背景等可观测示踪物。
2024-12-19 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
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
Supermassive black hole pairs in clumpy galaxies at high redshift: delayed binary formation and concurrent mass growth
在$z \sim 1-3$星系盘中存在着大量的恒星形成团块，其典型重子质量在$10^7-10^8$ ~M $_{\odot}$范围内，这些团块可以影响超大质量黑洞（BH）对的轨道衰变和同时生长。使用一组高分辨率的模拟孤立的clueros星系托管一对不等质量的BH，我们研究了大规模的团块和BH对kpc尺度之间的相互作用，在早期阶段的轨道衰变。我们发现，与大质量团簇的相互作用和BH反馈对盘的冷气层的加热都倾向于显著地延迟次级粒子的轨道衰变，在许多情况下，次级粒子被喷射出来，然后在1- 2 kpc的间距附近徘徊一个完整的Gyr。在包络线中，动力摩擦力很弱，没有圆盘扭矩的贡献：一旦次级BH的轨道在圆盘中平面中圆化，这些导致最快的衰减。在具有较大偏心率的运行中，延迟更强，尽管有一些例外。我们还表明，即使在光盘非常零星的瞬态团块形成，一个强大的螺旋图案影响的衰变时间尺度的BH偏心轨道。我们的结论是，与以前的信念相反，富含气体的背景并不一定有利于快速BH衰变和二进制的形成，这促使更广泛的调查，旨在校准事件率预测正在进行和未来的引力波搜索，如脉冲星定时阵列和未来发展的激光干涉仪空间天线。
2016-10-05 astro-ph.GA
Galaxy Rotation and Rapid Supermassive Black Hole Binary Coalescence
在星系合并的过程中，每个星系中的超大质量黑洞（SMBH）被认为会下沉到势能的中心，形成一个超大质量黑洞双星;这个双星可以通过三体散射喷射恒星，使SMBH更加接近。在一个静态的球形星系模型中，双星在抛出其损失锥中的所有恒星后，在大约1秒差距的距离处停止-这是众所周知的最终秒差距问题。然而，它已被证明，SMBH双星在非球形星系核硬化在一个几乎恒定的速度，直到达到引力波制度。在这里，我们使用一套直接的N体模拟，以遵循SMBH二进制的演变，共转和反转扁平星系模型。当N大于500 K时，我们发现SMBH双星的演化是收敛的，并且与粒子数无关。旋转一般增加硬化率SMBH双星甚至更有效地比星系的几何形状。SMBH二进制硬化率是相似的共同和反旋转的星系。在共转的情况下，SMBH双星的质心进入与背景旋转模型共转共振的轨道，并且合并时间比非旋转扁平模型快大约几百万年。我们发现，反旋转驱动SMBHs合并后迅速形成一个硬二进制的近径向轨道。我们讨论了引力波天文学的影响，超高速恒星的生产，和对宿主星系的结构的影响。
2015-05-22 astro-ph.GA
Not all peaks are created equal: the early growth of Supermassive Black Holes
本文利用约束高斯实现技术，在宇宙学流体动力学模拟中研究了超大质量黑洞（SMBHs）的早期生长，探讨了其与大尺度（~1 Mpc/h）初始密度峰值特征的关系.我们对体积（20兆秒差距/小时）的约束模拟^[3]成功地重建了大尺度结构，以及在蓝潮模拟中发现的z~7处的10^9兆兆太阳SMBH的宿主的黑洞生长过程。我们在初始条件约束下，通过在R_G = 1 Mpc/h的尺度上施加一个5 σ_0（R_G）峰，改变不同的峰特征，如峰的形状和紧密度以及峰周围的潮汐场，进行了一系列模拟。我们发现，初始密度峰值与高的紧凑性和低的潮汐场诱导最快的BH增长在早期的时代。这是因为致密的密度峰值和更球形的大尺度物质分布导致在晕中心形成高密度气体团，从而促进早期BH吸积。此外，这种最初紧凑的密度峰值在低潮场区域也导致一个更紧凑的BH宿主星系的形态。这可以解释观测中看到的BH增长和宿主星系致密性之间的紧密相关性。
2021-11-07 astro-ph.CO astro-ph.GA
On the Absence of High-Redshift AGNs: Little Growth in the Supermassive Black Hole Population at High Redshifts
我们在7 Ms Chandra深场-南X射线图像的中心深区（离轴角<5.7 '）寻找高红移（z>4.5）的活动星系核。我们从直接X射线检测中编译初始候选样本。然后，我们探测更深入的X射线数据，使用预先选定的样品与高空间分辨率NIR/MIR（HST 1.6微米和斯皮策4.5微米）和亚毫米（ALMA 850微米）的意见。NIR/MIR和亚毫米波预选的组合使我们能够找到具有广泛尘埃特性和光谱能量分布（SED）的X射线源。我们使用从光学到亚毫米的SED来确定以前的光度红移是否合理。只发现了5个可能的z>5的X射线活动星系核，它们都可能位于较低的红移。如果它们确实位于高红移，那么其中两个是康普顿厚度的活动星系核，三个是ALMA 850微米的源。我们发现：（i）在高红移时，X射线活动星系核的数密度迅速下降;（ii）在z>5时，探测到的活动星系核对光电离没有显著的贡献;（iii）在z=5-10范围内测量到的X射线光密度表明，在这个红移范围内，黑洞吸积密度很低，黑洞质量密度几乎没有增长。
2020-01-16 astro-ph.GA
Galaxy discs regulate the growth of supermassive black holes
Astrophysics Research Institute, Liverpool John Moores University（利物浦约翰摩尔斯大学天体物理研究所）
研究通过EAGLE模拟探讨了星系宿主的黑洞质量与恒星质量及暗物质晕质量的关系，发现散点与暗物质晕结构和星系形态相关，且黑洞质量更紧密地与暗物质晕绑定能量相关。
2026-04-08 astro-ph.GA
Rapid Growth of Galactic Supermassive Black Holes through Accreting Giant Molecular Clouds during Major Mergers of their Host Galaxies
本研究使用 GIZMO 代码并引入巨分子云模型进行流体动力学模拟，揭示了在星系主并合期间巨分子云因动力学摩擦被大量吸积至星系中心，使超大质量黑洞在 300 Myr 内快速增长，并触发星暴。
2023-05-23 astro-ph.GA
Changing-look active galactic nuclei: close binaries of supermassive black holes in action
变貌活动星系核（CL-AGN）作为一种新的星系核亚群，其时间尺度与吸积盘模型之间存在着很大的矛盾，对活动星系核的一些基本物理性质提出了挑战。在这封信{ \textit{} }中，我们证明了极端的情况：具有高偏心率的超大质量黑洞（CB-SMBH）的近双星能够通过一个轨道触发CL跃迁。在这种情况下，双黑洞建立自己的迷你磁盘剥离气体的内边缘的环联盘在apastron阶段，之后，他们与磁盘潮汐相互作用在近星相有效地交换角动量在一个轨道周期。对于逆轨道旋转的迷你盘，潮汐扭矩迅速挤压迷你盘的潮汐部分到一个小得多的半径，这迅速导致更高的吸积和短耀斑之前的磁盘下降到2型活动星系核。逆旋转的迷你盘从双星获得角动量并向外旋转，这导致从类型1到类型2的快速关闭。开启发生在离星阶段。CB-SMBH控制周期之间的转换类型-1和类型-2的轨道周期，但允许不同的性质在CL-AGN光变曲线。
2020-10-19 astro-ph.GA
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
On planet formation around supermassive black holes and the grain disruption barriers by radiative torques
本研究针对低光度活动星系核周围黑洞行星形成假说，探究辐射扭矩破坏机制对尘埃颗粒生长的影响，发现团块状环核模型中该机制及冰解吸会形成新的生长屏障，需更真实模型进一步验证。
2022-07-27 astro-ph.GA
Mapping the Growth of Supermassive Black Holes as a Function of Galaxy Stellar Mass and Redshift
本文利用八个活动星系核和130万个星系的大样本及半参数贝叶斯方法，在广质量与红移范围内精确测量星系平均黑洞吸积率，并验证其可独立预测X射线光度函数。
2024-03-29 astro-ph.GA
The effects of super-Eddington accretion and feedback on the growth of early supermassive black holes and galaxies
本研究通过宇宙学模拟比较了爱丁顿限制与超爱丁顿吸积对早期超大质量黑洞及宿主星系增长的影响，发现超爱丁顿吸积导致黑洞爆发式增长和星系更延展，且模拟结果与JWST观测一致。
2025-01-22 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
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
An Estimate of the Impact of Reionization on Supermassive Black Hole Growth
本研究构建半解析模型，结合并合树与再电离、黑洞生长模型，估算再电离对超大质量黑洞生长的影响，发现早期再电离可显著抑制不同质量暗晕内的黑洞质量，且抑制效果与是否允许超爱丁顿吸积相关，相关预测或可由詹姆斯·韦布空间望远镜观测检验。
2024-08-20 astro-ph.CO 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
Supermassive black hole growth from stellar binary encounters
University of Utah（犹他大学）
研究通过双星相互作用机制探讨超大质量黑洞的生长过程，并发现大麦哲伦云中的黑洞可能通过吸积双星伙伴实现增长。
2026-02-11 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Ultra-High-Energy Cosmic Rays from Active Galactic Nuclei Jets: The Role of Supermassive Black Hole Growth and Accretion States
本研究提出名为JET的宇宙学半解析框架，模拟z=20到z=1的星系与超大质量黑洞演化，探究不同吸积态、黑洞生长模型及喷流效率对超高能宇宙线弥散流量的影响，搭建了宇宙学与天体粒子物理的关联桥梁。
2025-02-24 astro-ph.GA astro-ph.HE
Host galaxies of high-redshift quasars: supermassive black hole growth and feedback
类星体宿主星系的性质可能由其超大质量（SMBH，$10^{8-10}$ M $_{\odot}$）黑洞的生长和反馈决定。我们调查这样的连接与一套宇宙学模拟的大规模（晕质量$\approx 10^{12}$ M $_{\odot}$）星系在$z\simeq 6$，其中包括一个详细的亚网格多相气体和吸积模型。初始质量为$10^5$ M $_{\odot}$的BH种子主要通过气体吸积生长，并且通过$z=6$设置在所观察到的$M_{\rm BH} - M_{\star}$关系上而不需要增强因子而变成SMBH。虽然类星体反馈对SMBH的增长起着关键性的控制作用，但它对$z=6$中宿主星系性质的影响可以忽略不计。在我们的模型中，类星体活动既可以淬灭（通过气体加热），也可以增强（通过ISM过压）恒星的形成。然而，我们发现，恒星形成的历史是不敏感的调制，因为它在很大程度上占主导地位，至少在$z>6$，冷气体吸积的环境，不能阻碍类星体的能量沉积。虽然类星体驱动的外流可以达到$> 1000~\rm km~s^{-1}$的速度，但实际上只有$\approx 4$ %的外流气体质量可以从宿主星系逃逸。这些发现只是受到现有数据的松散限制，但可以指导观测活动在早期星系中寻找类星体反馈的签名。
2021-07-12 astro-ph.CO astro-ph.GA
Investigating the Spectral Properties of Dual Nuclei in Galaxy Mergers from the GOTHIC survey: Supermassive Black Hole Growth, metal enrichment and Dual AGN
Indian Institute of Astrophysics（印度天体物理研究所）；Observatoire de Paris, LERMA, College ’ de France, PSL University, Sorbonne University, CNRS（巴黎天文台，LERMA，法兰西学院，PSL大学，索邦大学，法国国家科学研究中心）；Siebel School of Computing and Data Science, University of Illinois at Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校赛贝尔计算与数据科学学院）；APPCAIR, Department of CSIS, Birla Institute of Technology & Science（Birla理工学院CSIS系APPCAIR）；HappyMonk AI（HappyMonk人工智能）；Department of Physics, Indian Institute of Science Education and Research, Bhopal（博帕尔印度科学教育研究系物理系）
基于GOTHIC巡天的双核星系样本，利用pPXF方法分析光谱，发现合并过程中超大质量黑洞质量增长超过单核星系，为双核系统演化提供观测约束。
2026-06-23 astro-ph.GA
Probing supermassive black hole growth and its dependence on stellar mass and star-formation rate in low-redshift galaxies
本研究利用SDSS与XMM-Newton及Chandra数据构建低红移星系样本，分析超大质量黑洞增长与恒星质量和恒星形成率的关系，发现本地宇宙中AGN活动减弱且吸积率与恒星形成率相关性变浅，并揭示恒星形成星系与宁静星系在黑洞供给机制上存在差异。
2023-12-21 astro-ph.GA
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
Chaotic accretion can (still) explain early supermassive black hole growth
Center for Physical Sciences and Technology（立陶宛物理与工程技术中心）；Astronomical Observatory, Vilnius University（维尔纽斯大学天文台）
本研究通过预测混沌吸积下黑洞的指数增长时标并与高红移观测比较，证明恒星质量种子经混沌吸积可解释早期超大质量黑洞的快速增长，无需大质量种子或超爱丁顿增长。
2026-10-07 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
Rapid sinking and efficient mergers of supermassive black holes in compact high-redshift galaxies
University of Helsinki（赫尔辛基大学）；University of Cambridge（剑桥大学）；Max-Planck-Institut für Astrophysik（马克斯·普朗克天体物理学研究所）；National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences（中国科学院国家天文台）
研究通过高红移致密前体阶段的宇宙缩放模拟，探讨了高红移致密星系中超大质量黑洞（SMBH）的快速下沉和高效并合过程，以及其对引力波发射的影响。
2025-12-12 astro-ph.GA
Cosmological simulations of the growth of supermassive black holes and feedback from active galactic nuclei: method and tests
提出了一种在宇宙学模拟中跟踪超大质量黑洞生长和活动星系核反馈的方法。我们的模型是Springel et al.（2005）模型的一个重大修改版本。由于宇宙学模拟缺乏分辨率和物理模型的多相星际介质，他们往往大大低估了邦迪-霍伊尔吸积率。因此，为了使低质量的BH生长，有必要通过大的特设因子来增加稠密气体中的预测的Bondi-Hoyle速率。我们探讨的物理制度，使用这些因素是合理的，并通过这引入一个新的处方气体吸积。活动星系核的反馈是通过将吸积气体的静止质量能量的一部分热耦合到周围介质中来模拟的。我们描述的实施以及模型的局限性，并激励所有的变化相对于以前的工作。我们调查的鲁棒性的预测宇宙恒星形成的历史，红移零宇宙BH密度，BH标度关系，和星系特定的恒星形成率。我们发现，需要增加预测的吸积率，在文献中的标准程序，是最重要的不确定性来源的自由。我们的模拟表明，超大质量黑洞能够调节其增长，释放一个固定的能量为一个给定的晕质量，独立于假设的AGN反馈的效率，这套标准化的BH标度关系。无论BH种子最初是放置在BH缩放关系的上方还是下方，它们都生长到相同的关系上。AGN反馈有效地抑制了大质量星系中的恒星形成。
2009-05-15 astro-ph.CO astro-ph.GA
Quenching of supermassive black hole growth around the apparent maximum mass
最近的类星体调查显示，在整个宇宙历史中，超大质量黑洞（SMBH）的质量很少超过$M_{\rm BH} \sim {\rm a~few}\times10^{10}~M_{\odot}$。有人认为，BH增长的淬火是由一个过渡的核吸积盘到平流为主的吸积流，其中强流出和/或喷流可能是相关的。利用斯隆数字巡天DR 7星表中得到的红移范围为$0<z<2$的$\sim 10^5$类星体样本，研究了SMBH的最大质量与类星体射电响度之间的关系.我们发现射电响（RL）类星体的数量分数增加超过一个阈值$M_{\rm BH} \simeq 10^{9.5}~M_{\odot}$，独立于它们的红移。此外，具有较低爱丁顿比的RL类星体的数量分数（在整个RL类星体中），表明较低的吸积速率，在临界BH质量以上增加。这些观测趋势可能是抑制$\sim 10^{10}~M_{\odot}$表观最大质量周围BH增长的拟议方案的自然结果。正在进行的射电VLA巡天将使我们能够更精确地估计RL类星体的确切数量分数，这为理解BH生长的淬火过程提供了进一步的见解。
2017-04-20 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
A Large Systematic Search for Close Supermassive Binary and Rapidly Recoiling Black Holes -- IV. Ultraviolet spectroscopy
本研究利用哈勃空间望远镜的紫外观测及地面光学光谱，通过对比宽紫外与光学发射线轮廓，对13个红移z<0.7的超大质量双黑洞候选体进行鉴别，最终给出不同候选体的假说支持程度分类。
2025-01-17 astro-ph.GA astro-ph.HE
The formation of supermassive black holes from Population III.1 seeds. III. Galaxy evolution and black hole growth from semi-analytic modelling
本文在星系形成半解析模型中实现星族III.1超大质量黑洞种子机制，通过对比不同隔离距离和种子模型，发现局域星系与黑洞质量函数等观测约束要求隔离距离小于75 kpc。
2025-07-18 astro-ph.GA
Dynamical hotness, star formation quenching and growth of supermassive black holes
本研究利用MaNGA数据表征星系动力学状态，发现其与恒星形成淬灭、超大质量黑洞增长密切相关，仅动力学热态系统中淬灭和黑洞增长过程有效，且相关过程可解释观测到的黑洞标度关系。
2023-07-19 astro-ph.GA
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。
2013-02-01 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
The need for obscured supermassive black hole growth to explain quasar proximity zones in the epoch of reionization
高红移类星体的邻近区是超大质量黑洞形成的独特探针，但同时解释邻近区的大小和黑洞质量已被证明是具有挑战性的。我们研究的鲁棒性的一些假设，通常是推断类星体的寿命从邻近区的大小。我们发现，小的邻近区域可以很容易地解释类星体的亮度变化与短占空比的$f_\mathrm{duty}\sim 0.1$和短明亮的周期$t_\mathrm{on}\sim 10^4$年，即使是长寿命。我们进一步表明，调和这与黑洞质量估计需要黑洞继续增长和吸积在其模糊的阶段。因此，$\gtrsim$ 0.7或更高的遮蔽分数与低红移测量和黑洞吸积模型一致。这样短的占空比和长的模糊相位也与大的邻近区的观察结果一致，从而为所有大小的邻近区提供了简单、统一的模型。我们的模拟的大动态范围，其校准的莱曼- $α$森林，使我们能够调查的大规模拓扑结构的再电离和类星体的主机晕质量邻近区的影响。我们发现，不完全再电离可以阻碍邻近区的增长，使它们缩小30%，但类星体宿主晕质量只影响邻近区微弱和间接。我们的工作表明，高红移邻近区可以成为研究类星体变率和黑洞生长的有效工具。
2023-03-17 astro-ph.CO astro-ph.GA
Horizon growth of supermassive black hole seeds fed with collisional dark matter
本文研究了碰撞暗物质在超大质量黑洞种子上的吸积。分析是基于完全耦合系统的球对称流的爱因斯坦-欧拉方程的数值解，其中的暗物质被建模为一个完美的流体，服从理想气体状态方程。随着黑洞的实际增长，暗物质的吸积速率对应于黑洞视视界的增长速率。我们分析的情况下，降落速度高达$0.5c$和环境密度$100M_{\odot}/\mathrm{pc}^3$，这是相当极端的条件。作为径向通量的最大吸积的情况下，我们的研究结果表明，吸积的理想气体，最终碰撞暗物质，并没有显着的SMBH质量。这一结果有利于预测SMBH已经形成超大质量的模型。我们表明，尽管事实上，我们正在解决完整的广义相对论系统，我们的结果是令人惊讶的相似，使用邦迪公式，这在某种程度上证明了它的使用作为一个很好的近似的一个完全演化的时空与球对称在短尺度至少暗物质密度的参数空间研究。此外，我们研究了气体的密度分布，发现SMBH的存在使事件视界附近的气体重新分布，具有尖角分布，而超过一小部分秒差距，它就不再是尖角了。
2014-06-27 astro-ph.CO astro-ph.GA
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。
2017-01-13 astro-ph.CO 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
Secularly powered outflows from AGN: the dominance of non-merger driven supermassive black hole growth
最近的观测和模拟显示，在驱动超大质量黑洞（SMBH）和星系演化的增长中，长期过程比合并占主导地位。在这里，我们获得窄带成像的活动星系核动力外流的$12$星系与磁盘占主导地位的形态，其历史被认为是合并自由的样本。我们检测流出$10/12$源在窄带成像的[OIII] $5007 \unicode{x212B}$发射使用过滤器的谢恩-3米望远镜。我们计算了这些活动星系核的平均外流率为$0.95\pm0.14~\rm{M}_{\odot}~\rm{yr}^{-1}$。这超过其SMBH（$0.054\pm0.039~\rm{M}_{\odot}~\rm{yr}^{-1}$）的平均吸积速率$\sim18$倍。假设星系必须至少提供足够的物质来驱动活动星系核和外流，这就给出了$\sim1.01\pm0.14~\rm{M}_{\odot}~\rm{yr}^{-1}$的平均流入速率的下限，模拟表明，通过棒、旋臂和冷吸积可以达到这个速率。我们比较我们的磁盘为主的样本与附近的活动星系核合并为主的历史，并表明，在我们的样本中的黑洞吸积率高5倍（$4.2σ$）和流出率低5倍（$2.6σ$）。我们认为，这可能是一个结果的几何形状的平滑，平面流入长期主导的系统，这是两个旋转的黑洞，以增加吸积效率和较少的影响，从流出的反馈，比在合并驱动的系统与混沌准球形流入。这项工作提供了进一步的证据表明，长期的过程是足够的燃料S…
2019-09-03 astro-ph.GA astro-ph.HE
Dark-to-black super accretion as a mechanism for early supermassive black hole growth
Universitat de València（瓦伦西亚大学）；Universidad de Guanajuato（瓜纳华托大学）；Universidad Nacional Autónoma de México（墨西哥国立自治大学）
本文提出暗物质到黑洞的超吸积机制，通过标量场吸积使早期黑洞快速生长，为探索暗物质性质提供新途径。
2026-02-17 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Formation of supermassive black hole seeds
在$z>6$上对类星体的探测揭示了数十亿太阳质量的超大质量黑洞的存在。这些极端天体的快速形成过程仍然是一个迷人而开放的问题。这样的发现意味着种子黑洞必须在早期形成，并通过快速吸积或BH/星系合并而成长。在这篇理论综述中，我们详细讨论了各种BH种子的形成机制和在其组装过程中发挥的物理过程。我们讨论了三个最流行的BH形成的情况下，涉及（i）大质量恒星的核心崩溃，（ii）致密的核星团的动力学演化，（iii）的原银河系的无金属气体云的崩溃。本文旨在对该领域最先进的研究进行广泛的介绍和概述。
2016-08-22 astro-ph.CO astro-ph.GA
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。
2018-01-22 astro-ph.CO astro-ph.GA
Star Formation in Accretion Disks and SMBH Growth
活动星系核周围的吸积盘对大半径的恒星形成具有潜在的不稳定性。我们注意到，当这些恒星中的一些形成的致密物体螺旋进入中央的超大质量黑洞，没有辐射反馈，因此吸积率不受辐射力的限制。利用一组吸积盘模型，计算了气体和致密天体对中心超大质量黑洞的吸积率。我们发现，一个超大质量黑洞的时间尺度增加一倍的质量可以减少的因素范围从$\sim0.7$到低至$\sim0.1$在极端情况下，相比单独的气体吸积。我们的研究结果表明，在高红移的超大质量黑洞的形成可能会发生没有长期的超爱丁顿气体吸积或非常巨大的种子黑洞。我们评论潜在的观测签名以及其他活动星系核观测的影响。
2019-11-20 astro-ph.GA astro-ph.HE
Supermassive black holes and their feedback effects in the IllustrisTNG simulation
在星系形成的IllustrisTNG宇宙学流体动力学模拟中，我们研究了超大质量黑洞的布居及其对大质量中心星系的影响。所采用的SMBH增长和反馈的模型假设一个双模式的情况下，从活动星系核的反馈发生通过动力学，相对于爱丁顿限制的吸积率低，比较有效的模式，并在高吸积率的热，效率较低的模式的形式。我们发现，大质量的中心星系的淬火恰好发生与动力学模式的反馈，与活动的超大质量的黑色导致在大质量星系中观察到的低比恒星形成率的概念一致。然而，在我们的模型中，主要的星系合并并不是引发大多数淬火事件的原因。当黑洞质量达到约$10^{8.5}\,{\rm M}_\odot$时，SMBH的主要生长通道是热模式。质量较高的黑洞主要停留在动力学模式，气体吸积通过它们的反馈进行自我调节，这导致它们的爱丁顿比下降，SMBH合并成为剩余质量增长的主要渠道。因此，类星体的光度函数是由快速吸积，中等质量的黑洞在热模式为主。我们发现，相关的生长历史的SMBHs产生一个低的红移类星体光度函数和红移零黑洞质量-恒星核球质量的关系与观测结果吻合得很好，而模拟往往过度预测高红移类星体光度函数。
2017-10-12 astro-ph.GA astro-ph.HE
