Running Late: Testing Delayed Supermassive Black Hole Growth Models Against the Quasar Luminosity Function
对大质量星系的低红移观测揭示了超大质量黑洞的质量与其宿主星系的性质之间近似线性的标度关系。然而，这些标度关系如何随着红移而演变，以及它们是否延伸到低质量星系仍然是悬而未决的问题。最近的星系形成模拟预测的延迟，或“两个阶段”，增长的SMBHs：缓慢，高度间歇性BH增长由于重复的气体喷射恒星反馈在低质量星系，其次是更持久的气体吸积，最终带来BH的本地标度关系。预测的两阶段增长意味着一个陡峭的增加，或“扭结”，在恒星质量$M_{*}\sim5\times10^{10} M_{\odot}$的BH星系标度关系。我们开发了一个参数化的半解析模型来比较不同的SMBH增长模型与$z\sim0.5-4$观测到的类星体光度函数（QLF）。我们比较模型中，SMBH质量和星系质量之间的关系是纯线性与两相模型。模型锚定到观测到的星系恒星质量函数，并在不同的红移BH质量函数一致连接的吸积率有助于QLF。最佳拟合表明，两个阶段的演变是显着首选的QLF数据在一个纯粹的线性标度关系。此外，当模型参数保持自由时，两相模型拟合意味着过渡质量与模拟预测一致。我们的分析激发了进一步的观测测试，包括测量BH质量和活动星系核活动在低质量端，这可以更直接地测试两阶段SMBH的增长。
2022-02-10 astro-ph.GA
Subaru High-z Exploration of Low-Luminosity Quasars (SHELLQs) VIII. A less biased view of the early co-evolution of black holes and host galaxies
我们提出了ALMA [CII]线和远红外（FIR）连续观测的三个$z > 6$低光度类星体（$M_{\rm 1450} > -25$）发现我们的斯巴鲁超级超级凸轮（HSC）调查。[CII]线在所有三个亮度为$(2.4 - 9.5) \times 10^8~L_\odot$的目标中都被检测到，比光学发光（$M_{\rm 1450} \lesssim -25$）类星体小一个数量级。远红外连续光谱的光度范围从$< 9 \times 10^{10}~L_\odot$（3 $σ$极限）到$\sim 2 \times 10^{12}~L_\odot$，表明这些星系中恒星形成率的范围很广。到目前为止，大多数研究的HSC类星体显示[CII]/FIR光度比类似于本地恒星形成星系。使用基于[CII]的动力学质量（$M_{\rm dyn}$）作为膨胀恒星质量（$M_{\rm bulge}$）的替代物，我们发现相当一部分低光度类星体位于甚至低于本地$M_{\rm BH} - M_{\rm bulge}$关系，特别是在星系质量分布的大质量端。与此相反，以前对光学发光类星体的研究发现，相对于局域关系，黑洞的质量过大。鉴于我们的目标的低光度，我们正在探索超大质量黑洞及其宿主早期共同进化的性质。几乎所有的类星体都在$z \sim 6$下以比平行增长模型更高的速度增长黑洞质量，在平行增长模型中，超大质量黑洞和它们的…
2019-09-09 astro-ph.GA
The MURALES survey. VII. Optical spectral properties of the nuclei of 3C radio sources at 0.3<z<0.82
这是Muse射电强发射线快照（MURALES）项目的第七篇论文，介绍了VLT/Muse积分场摄谱仪对3C射电源的观测结果，并讨论了26个0.3<z<0.82（中值红移0.51）天体的原子核的光谱特性。在这些红移的H $α$和[NII]发射线不包括在光谱和替代诊断图需要分开不同的光谱子类。我们得到了一个强大的光谱分类成高，低激发星系（HEGs和LEGs）仅使用的比率，在休息帧的紫外线和蓝色的光谱部分的发射线。一个关键的结果是，FRII/LEG也被发现在最高水平的无线电功率（高达L $_{178} \sim 2\times 10^{35}$ erg/s/Hz），在宇宙中最明亮的无线电源之一。此外，它们在FRII RG群中的比例并不强烈依赖于射电光度。这表明，在强大的FRII射电源的射流属性不依赖于吸积模式和吸积盘的结构，如预期的，如果射流发射过程是由于提取的旋转能量的超大质量黑洞。根据活动星系核各组成部分的变化时间尺度，LEG和HEG阶段之间经常性跃迁的可能性是不利的。
2022-10-11 astro-ph.GA
Unprecedented Continuum Time Delay Variation Phenomenon in an Active Supermassive Black Hole
本研究报道NGC 4151中连续谱时间延迟的显著变化，高通量态下延迟比低通量态大3.8倍且远超标准薄盘预测，忽略该效应将导致BLR尺寸低估及SMBH质量约0.3 dex的系统误差，强调同时RM观测的重要性。
2025-04-27 astro-ph.GA astro-ph.HE
Probing the Merger Rates of Supermassive Black Holes and Galaxies with Gravitational Waves
本研究提出结合LISA模拟探测与PTA约束的框架，推断星系与超大质量黑洞并合率，发现事件数量与延迟时间对约束至关重要，长延迟使吸积主导高红移质量增长。
2025-08-01 astro-ph.GA
Premature supermassive black hole mergers in cosmological simulations of structure formation
本研究利用FABLE宇宙学模拟发现黑洞并合常因数值误差过早发生，校正后产生数Gyr的宏观物理延迟，会抑制大质量黑洞并合、增加低红移双活动星系核数量，凸显提升黑洞动力学建模精度的紧迫性。
2025-08-31 astro-ph.GA
Trinity VII. Predictions for the Observable Correlation Functions of Accreting Black Holes
本文利用0≤z≤3.5的观测相关函数检验Trinity模型推断的SMBH-暗晕关系，发现其预测与观测一致，并揭示类星体成团性对光度不敏感源于SMBH增长集中在相似质量暗晕中。
2025-06-05 astro-ph.GA
Direct Collapse to Supermassive Black Hole Seeds: Comparing the AMR and SPH Approaches
我们提供了详细的AMR代码恩佐-2.4和SPH/N体代码GADGET-3的背景下，孤立的或宇宙学的直接重子坍缩在暗物质（DM）晕形成超大质量黑洞。通过遵循吸积流基本参数的演变来检查气体流动。这两个代码显示了整体协议的崩溃的一般特征，但是，存在许多微妙的差异。对于孤立的模型，代码以不同的速度增加其空间和质量分辨率，这导致在SPH比AMR情况下，由于GADGET-3更高的引力分辨率，大大提前崩溃。在宇宙学运行中，AMR在通过合并渗透的冷吸积的晕生长期间开发出比SPH稍高的重子分辨率。尽管如此，这两个代码同意在DM和重子结构的建设。然而，随着坍缩的开始，这种质量和空间分辨率的差异被放大，因此SPH模型的演变开始滞后。这样的延迟可以对由于UV背景的H2的形成/破坏速率以及宿主晕的基本性质产生影响。最后，在自旋参数λ ~ 0.01 - 0.07的自旋晕中，孤立的非宇宙学模型显示出更大λ的延迟坍缩，但AMR的这种增长速度更快。在我们的模拟设置中，GADGET-3在坍缩期间需要比恩佐-2.4大得多的计算资源，并且在坍缩前宇宙结构形成阶段需要类似的资源。然而，它受益于更高的引力和流体动力学分辨率，除了在坍缩结束时。
2016-03-29 astro-ph.GA
First M87 Event Horizon Telescope Results. VII. Polarization of the Ring
2017年4月，事件视界望远镜（EHT）观测到了M87星系核心超大质量黑洞周围的近视界区域。这些1.3毫米波长的观测揭示了一个紧凑的不对称环状源形态。这种结构起源于同步辐射所产生的相对论等离子体位于附近的黑洞。在这里，我们提出了相应的线性偏振EHT图像的中心M87。我们发现，只有一部分的环显着极化。分辨的分数线偏振在环的西南部有一个最大值，在那里它上升到大约15%的水平。偏振位置角以接近方位角的图案布置。我们进行定量测量的相关偏振特性的紧凑的排放，并找到证据的极化源结构的时间演变超过一个星期的EHT观测。详细的极化数据减少和校准方法。我们使用多个独立的成像和建模技术进行数据分析，其中每一个都是针对一套合成数据集进行验证。总偏振结构及其随时间的明显演化对用于重建图像的方法不敏感。这些偏振图像携带的信息结构的磁场负责同步辐射。它们的物理解释在一份随附的出版物中讨论。
2021-05-03 astro-ph.GA astro-ph.HE
H0LiCOW VII. Cosmic evolution of the correlation between black hole mass and host galaxy luminosity
强透镜活动星系核（AGN）为研究超大质量黑洞（$\mathcal M_{BH}$）质量与其宿主星系光度（$L_{host}$）之间的相关性演化提供了一个独特的机会。我们展示了透镜的力量，通过分析两个系统，其中国家的最先进的透镜建模技术已被应用到哈勃太空望远镜的成像数据。我们使用i）重建的图像来推断宿主的总光度和隆起光度，以及ii）使用所谓的维里方法来估计$\mathcal M_{BH}$的公布的宽线光谱。然后，我们用先前发表的测量结果的新校准来扩大我们的样本，以研究相关性到z~4.5的演变。与以前的工作相一致，我们发现，不考虑被动光度的演变，数据点在于本地关系。一旦被动光度演化被考虑在内，我们发现在更遥远的宇宙中的黑洞居住在比今天更不明亮的星系。将该偏移拟合为$\mathcal M_{BH}$ / $L_{host}$ $\propto$（1+z）$^γ$，并考虑选择效应，我们分别获得对于$\mathcal M_{BH}$ - $L_{bulge}$和$\mathcal M_{BH}$ - $L_{total}$的$γ$ = 0.6 $\pm$ 0.1和0.8 $\pm$ 0.1。为了测试系统的不确定性和选择效应，我们还考虑了一个减少的样本，是同质的数据质量。我们发现一致的结果，但有相当大的不确定性，由于更有限的样本量和红移覆盖（$γ$ = 0.7 $\pm$ 0.4和0.2 $\…
2017-09-01 astro-ph.GA
Mapping the Inner 0.1 pc of a Supermassive Black Hole Environment with the Tidal Disruption Event and Extreme Coronal Line Emitter AT 2022upj
本文研究了 ECLE-TDE 事件 AT 2022upj，通过分析其极电离谱线和光谱演化，揭示了距超大质量黑洞 0.1 pc 内的分层物质结构，并证实了高能耀斑对黑洞复杂环境的影响。
2024-08-23 astro-ph.GA astro-ph.HE
First M87 Event Horizon Telescope Results. VIII. Magnetic Field Structure near The Event Horizon
事件视界望远镜（EHT）在230 GHz的观测现在已经在事件视界尺度上成像了M87中超大质量黑洞周围的偏振发射。这种偏振的同步辐射探测了黑洞附近磁场的结构和等离子体的性质。在这里，我们比较解决的极化结构观察到的EHT，同时未解决的意见与阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列，从理论模型的预期。在解决的图像中的低分数线偏振表明，偏振被打乱的尺度小于EHT光束，我们归因于法拉第旋转内部的发射区域。在一个简单的单区发射模型中，我们估计了辐射等离子体的平均密度n_e为10^4-7 cm-3量级，磁场强度B为1-30 G量级，电子温度Te为（1-12）× 10^10 K量级。我们表明，净方位线极化图案可能会导致从有组织的，极向磁场在发射区。在定量比较与一个大型图书馆的模拟极化图像从广义相对论磁流体动力学（GRMHD）模拟，我们确定了一个子集的物理模型，可以解释的极化EHT观测的关键功能，同时产生足够的功率相对论性喷流。一致的GRMHD模型都是磁吸积盘，其中近视界磁场是动力学上重要的。我们利用这些模型推断出M87黑洞的质量吸积速率为（3-20）× 10^-4 Msun yr-1。
2021-05-05 astro-ph.GA astro-ph.HE
The Delay Time Distribution of Tidal Disruption Events
University of Illinois at Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）；The Hebrew University（希伯来大学）；University of Wisconsin, Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）；University of California, Los Angeles（加州大学洛杉矶分校）；Mani L. Bhaumik Institute for Theoretical Physics（马尼·L·博伊姆克理论物理研究所）；Carleton College（卡尔顿学院）；University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；Stanford University（斯坦福大学）；Weizmann Institute of Science（魏茨曼科学研究所）
研究通过分析41个潮汐破坏事件宿主星系的光学光谱，发现后星burst阶段的星系中潮汐破坏事件发生频率更高，但其增强机制尚不明确。
2026-04-06 astro-ph.GA
High-redshift supermassive black hole mergers in simulations with dynamical friction modelling
在不久的将来，像LISA和脉冲星定时阵列这样的项目有望探测到来自超大质量黑洞合并的引力波，现在精确地模拟潜在的合并人口是至关重要的，以最大限度地提高我们可以从这些新数据中学到的东西。在这里，我们描述了预期的高红移（z > 2）黑洞合并使用非常大的体积阿斯特丽德宇宙学模拟，它使用一系列的种子质量探测到低质量的黑洞，并直接纳入动力学摩擦，以便准确地模拟动力学过程，使黑洞的星系中心，在那里的二进制的形成和合并将发生。Astrid中的黑洞群包括低至10 $^{4.5}$ M $_\odot$的黑洞，并且在大于10 $^6$ M $_\odot$（TNG中使用的种子质量）的尺度上与TNG模拟保持广泛一致。通过解析低质量的黑洞，整体合并率比TNG高5倍。然而，将动力学摩擦延迟合并相比，一个重中心计划，减少高z合并率质量匹配合并的一个因素~ 2倍。我们还计算了预期的LISA信噪比值，并表明分布在高SNR（>100）时达到峰值，强调了实施远低于LISA峰值灵敏度（10 $^6$ M $_\odot$）的种子质量以解决大多数LISA GW检测的重要性。
2023-02-01 astro-ph.GA
Morphological evolution of supermassive black hole merger hosts and multimessenger signatures
随着激光干涉仪空间天线（LISA）和脉冲星定时阵列等项目有望在不久的将来探测到来自超大质量黑洞合并的引力波，关键是我们要了解我们期望这些探测是什么，并最大限度地从中学习。为了解决这一问题，我们研究了合并的超大质量黑洞在Illustris模拟，合并的整体速度，合并黑洞和它们的宿主星系之间的相关性。我们发现，这些合并发生在典型的星系沿$M_{\rm{BH}}-M_*$关系，和LISA和PTA之间，我们希望探测星系质量的全范围。由于星系合并可以触发恒星形成的增加，我们发现，与质量匹配的样本相比，拥有低质量黑洞合并的星系往往会显示出恒星形成率的轻微增加。然而，高质量的合并主机有典型的恒星形成率，由于低气体分数和强大的活动星系核反馈的组合。虽然较小的黑洞合并与扰动形态无关，但大的合并（特别是在高质量的情况下）往往显示出最近星系合并的形态证据，这些证据存在约5亿年。这与合并黑洞的坠落/硬化时间在同一尺度上，这表明引力波信号的电磁跟踪可能无法观察到这种相关性。我们进一步发现，将一个现实的时间尺度延迟的黑洞合并可能会转移合并质量的分布向更高的质量，降低率LISA检测，而增加率PTA检测。
2021-07-29 astro-ph.GA
Observing positive and negative AGN feedback
由活跃吸积的超大质量黑洞提供动力的星系尺度外流经常被探测到，它们与恒星形成的抑制和触发有关。最近的观测证据和模拟都支持一种延迟机制，这种机制将外流和恒星形成联系起来
2018-02-28 astro-ph.GA
Jet precession driven by a supermassive black hole binary system in the BL Lac object PG 1553+113
最近发现的BL Lac天体PG 1553+113在几个电磁波段的光变曲线大致同时发生周期性变化，这是文献中报道的这种奇怪行为的第一例。出于这一动机，我们分析了15 GHz的干涉图的秒差距尺度的无线电喷流的PG 1553+113，以验证存在一个可能的对应的这种周期性的变化。我们使用交叉熵统计技术来获得该源的射电图中存在的高斯分量的结构参数。我们从运动学上确定了七个喷流成分，它们与$γ$射线光变曲线中的耀斑样特征同时形成。从推导出的喷流分量在天空平面的位置和它们的运动学（喷射时期，自行和天空位置角），我们模拟了它们的时间变化的相对论性喷流，这是稳定的时间进动。我们的研究结果表明，在观测者的参考系的岁差周期为$2.24\pm0.03$年，与PG 1553+113的光变曲线中检测到的周期性兼容。然而，喷流多普勒增强因子的最大值相对于主$γ$射线耀斑的峰值有系统地延迟。我们提出了两种方案，可以解释这种延迟，都是基于在PG 1553+113中存在一个超大质量黑洞双星系统。我们估计了这个假定的双星系统的特征，这些特征也将负责驱动推断出的喷流进动。
2017-12-19 astro-ph.GA astro-ph.HE
A dust-parallax distance of 19 megaparsecs to the supermassive black hole in NGC 4151
活动星系NGC 4151作为仅有的两个活动星系核之一具有至关重要的作用，其中基于发射线混响映射的黑洞质量测量可以针对其他动力学方法进行校准。不幸的是，有效的校准需要到NGC 4151的精确距离，这是目前无法获得的。最近报告的距离范围从4到29兆秒差距（Mpc）。强烈的特殊运动使得基于红移的距离非常不确定，星系及其核心的几何形状禁止使用其他技术进行精确测量。在这里，我们报告的尘埃视差距离NGC 4151的$D_A = 19.0^{+2.4}_{-2.6}$兆秒差距。该测量是基于先前提出的使用活动星系的发射线区域的几何方法的适应。由于该区域对于当前的成像能力来说太小，因此我们使用从时间延迟和红外干涉测量确定的更广泛的热尘埃发射的物理角度大小的比率。这个新的距离导致动态黑洞质量增加约1.4倍，这意味着相应的校正发射线混响质量的黑洞，如果他们校准对两个对象与额外的动态质量。
2014-11-25 astro-ph.GA
Supermassive Black Hole Binary Environments: Effects on the Scaling Laws and Time to Detection for the Stochastic Background
脉冲星计时阵列的主要引力波源之一是由超大质量黑洞双星形成的随机背景。在本文中，我们研究了SMBHB的环境将如何影响PTA的灵敏度，推导出的最佳互相关统计量的信噪比（SNR）的标度律。SMBHB周围的气体和恒星的存在将加速大距离的合并，在低频下耗尽GW随机背景。我们发现，环境的相互作用可能会延迟检测几年或更长时间，这取决于PTA配置和频率的动态演变过渡到由环境影响为主的GW为主。
2016-09-13 astro-ph.GA astro-ph.IM gr-qc
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。
2014-06-17 astro-ph.GA
Can direct collapse black holes launch gamma-ray bursts and grow to supermassive black holes?
The existence of black holes (BHs) of mass ~ 10^{9} M_sun at z > 6 is a big puzzle in astrophysics because even optimistic estimates of the accretion time are insufficient for stellar mass BHs of ~ 10 M_sun to grow into such supermassive BHs. A resolution of this puzzle might be the direct collapse of supermassive stars with mass M ~ 10^{5} M_sun into massive seed BHs. We find that if a jet is launched from the accretion disk around the central BH, the jet can break out the star because of the structure of the radiation pressure-dominated envelope. Such ultra-long gamma-ray bursts with duratio…
2015-09-15 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
X-ray flares from the stellar tidal disruption by a candidate supermassive black hole binary
光学瞬变巡天已经发现了数十个星系中心大质量黑洞引起的恒星潮汐扰动事件。尽管进行了广泛的搜索，但X射线后续观察在大多数情况下没有或只有微弱的X射线检测。在这里，我们报告发现延迟X射线增亮约140天后，在TDE OGLE 16耀斑的光学爆发，其次是几个通量下降在衰变阶段。这些性质是不寻常的标准TDEs，并可以解释的存在超大质量黑洞二进制或补丁遮蔽。在这两种情况下，X射线可以在破坏后迅速产生，但在早期阶段被阻挡，可能是由辐射主导的喷出物导致大量的光学和紫外线发射。我们的研究结果表明后处理在TDE的早期演化过程中起着重要作用，X射线观测在揭示超大质量黑洞双星方面具有很好的应用前景。
2020-12-22 astro-ph.GA astro-ph.HE
Accretion Onto the Supermassive Black Hole in the High-redshift Radio-loud AGN 0957+561
我们目前的结果，我们的X射线，紫外线和光学监测活动的第一个引力透镜活动星系核从2009年底到2010年中期。AGN 0957+561的尾部（B）图像显示了根据gr光学波段中的前导（A）图像的观测预先预测的内在连续变化。B图像的这种多波长变化使我们能够在红移z = 1.41的射电大声AGN 0957+561中进行混响映射分析。我们发现，U波段和R波段光变曲线与g波段记录高度相关，领先和落后3 +/- 1天（U波段）和4 +/- 1天（R波段）。这些1-sigma测量结果与这样一种情况是一致的，即起源于超大质量黑洞附近的耀斑在距离中心黑暗物体约10-20史瓦西半径的标准吸积盘中进行热再处理。我们还报告说，与幂律谱的X射线发射的光变曲线相对于那些在UGR波段延迟约32天。因此，中心驱动源不可能是发射所观察到的幂律X射线的标准日冕。这一结果也得到了X射线再处理模拟和0957+561光谱中不存在X射线反射特征的支持。我们合理地解释了缺乏反射和32天的延迟作为一个幂律的X射线源在一个典型的高度约200史瓦西半径的喷流的基础上的证据。中心EUV源将驱动0957+561的可变性。
2011-09-15 astro-ph.GA astro-ph.HE
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 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
Disks Around Merging Binary Black Holes: From GW150914 to Supermassive Black Holes
我们在完全广义相对论下对质量比为36：29的非自旋黑洞双星进行了磁流体动力学模拟。我们调查不同的磁盘模型，不同的规模高度，总尺寸和磁场量化的鲁棒性，以前的模拟初始磁盘模型。将我们的模拟缩放到LIGO GW 150914，我们发现这样的系统可以解释可能的引力波和电磁对应物，例如在GW 150915结束后0.4秒报告的费米GBM硬X射线信号。将我们的模拟缩放到超大质量二元黑洞，我们发现，可观察到的流动特性，如吸积率周期性，整个螺旋，合并和合并后，磁盘温度，热频率的出现，以及合并和喷气流出之间的时间延迟，我们在早期的研究报告显示只有适度的依赖于我们在这里考虑的初始磁盘模型。
2018-02-24 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
The Origins of Gas Accreted by Supermassive Black Holes: the Importance of Recycled Gas
通过分析十个大质量星系的宇宙学模拟，研究发现超大质量黑洞的主要燃料来源是恒星演化产生的循环气体，星系并合虽起重要作用但存在时间延迟，导致 AGN 与并合的关联不明显。
2024-02-19 astro-ph.GA
The impact of reionization on the formation of supermassive black hole seeds
直接坍缩黑洞（DCBH）是由早期宇宙中原子冷却的原始气体坍缩形成的，是超大质量黑洞种子的有力候选者。DCBH被认为是在存在强分子解离的莱曼-沃纳（LW）辐射场的情况下在原子冷却晕中形成的。在这种情况下，恒星形成星系可能是LW辐射的来源，来自这些星系的电离辐射可能伴随着LW辐射。我们目前的宇宙学模拟解决的原始气体坍缩成一个原子冷却晕，包括LW和电离辐射的影响。我们发现，在气体没有自屏蔽电离辐射的情况下，坍缩可以延迟约2500万年。当电离的气体确实坍缩时，存在的自由电子催化H2的形成。反过来，H2冷却在晕的中心变得有效，并且防止了DCBH的形成。然而，我们强调，在许多情况下，气体坍缩成原子冷却晕在高红移是自屏蔽电离辐射。因此，只有在一小部分这样的晕中，DCBH的形成由于再电离而被阻止。
2015-10-14 astro-ph.CO astro-ph.GA
Gravitational waves from supermassive black hole binaries in ultra-luminous infrared galaxies
纳赫兹波段的引力波是研究星系核中超大质量黑洞宇宙演化的重要工具。我们考虑高$z$超亮红外星系（ULIRGs）中的SMBH双星作为随机GW背景（GWB）的来源。ULIRGs可能与富含气体的星系合并有关，这些合并可能在星系的生命中最多发生一次，而不像在低红移时的多次干合并。采用一个完善的样本ULIRGs，我们研究的性质，由于合并的二元SMBHs在这些星系的GWB。由于ULIRG群体在$z>1.5$达到峰值，因此即使BH合并延迟长达$\sim $ 10 Gyrs，GWB的振幅也不会受到影响。尽管罕见的高$z$ ULIRGs，我们发现一个紧张的上限脉冲星定时阵列（PTA）的实验。这一结果表明，如果一小部分的ULIRGs $f_{\rm m,gal}$与SMBH二进制，然后不超过$20 f_{\rm m,gal}(λ_{\rm Edd}/0.3)^{5/3}(t_{\rm life}/30~{\rm Myr})~\%$的二进制SMBH在ULIRGs可以合并在哈勃时间内，ULIRGs的爱丁顿比（$λ_{\rm Edd}$）和它们的寿命（$t_{\rm life}$）的合理值。
2018-09-17 astro-ph.CO astro-ph.GA
Reverberation Mapping of IC4329A
我们提出了一个新的混响映射运动的宽线活动星系核（AGN）的边缘上的螺旋IC 4329A的结果。监测的光学连续$V-$带测光和宽发射线通量的变化与中等分辨率的光谱允许发射线的光变曲线进行测量H $β$，H $γ$，和HeII $λ4686$。我们发现H $β$的时间延迟为$16.3^{+2.6}_{-2.3}$天，H $γ$的时间延迟为$16.0^{+4.8}_{-2.6}$天，HeII的时间延迟为$-0.6^{+3.9}_{-3.9}$天。H $β$的时间延迟与AGN光度与宽线区半径关系的预测值一致，并对5100 A的$\sim2.4$等进行了修正。结合H $β$的测量时间延迟和宽的发射线宽度以及$\langle f \rangle = 4.8$的一个采用值，我们发现中心超大质量黑洞质量为$M_{\rm BH}=6.8^{+1.2}_{-1.1}\times10^7 M_{\rm \odot}$ .速度分辨的时间延迟，测量整个广泛的H $β$发射线的轮廓，并可能是一致的“M”样的形状。H $β$的全混响响应的建模能够提供对某些参数的仅适度的约束，但确实表现出与黑洞质量和平均时间延迟的一致性。模型还表明，活动星系核结构与边缘星系盘存在很大程度的错位。这与活动星系核统一模型的预期是一致的，在统一模型中，宽的发射线预计只在相对正面倾斜的活动星系核中可见。
2022-12-12 astro-ph.GA
Massive Perturbers and Transient Pickup Discs in Disc-Crossing Encounters in OJ 287-like Supermassive Black Hole Binaries
Clemson University（克莱姆森大学）；Columbia University（哥伦比亚大学）；Institute of Science and Technology Austria（奥地利科学技术研究所）
研究类 OJ 287 超大质量黑洞双星中盘交叉相遇时的流体动力学响应，用三维光滑粒子流体动力学模拟，探究次级黑洞质量等因素对黑洞吸积质量的影响，发现扰动体质量大时主黑洞吸积率有显著峰值及相关规律，还指出次级黑洞会有吸积盘及相关特征。
2026-07-13 astro-ph.GA astro-ph.HE
Constraints on the broad line region from regularized linear inversion: Velocity-delay maps for five nearby active galactic nuclei
混响成像是研究活动星系核（AGN）宽发射线区（BLR）结构的一种方法。BLR气体的运动学可以用来测量中心超大质量黑洞的质量。影响黑洞质量测定的主要不确定性是BLR的结构。我们提出了一种新的方法混响映射的基础上正则化线性反演（RLI），包括模拟活动星系核连续光变曲线。这使得能够快速计算速度分辨响应图以约束BLR结构。RLI允许负响应，例如当BLR的某些区域与电离连续发光度的变化成反比时。我们目前的时间延迟，综合响应函数，和速度延迟地图的$\rm{H}\,β$广泛的发射线在五个附近的活动星系核，以及$\rm{H}\,α$和$\rm{H}\,γ$在Arp 151，使用的数据从舔活动星系核监测项目2008年。我们发现提示反应的对象（Arp 151，NGC 5548和SBS 1116+ 583 A）与额外的提示反应在红翼的$\rm{H}\,β$。在SBS 1116+583A中，我们发现了多模态广泛迅速反应的证据，随后在10天出现第二次狭窄反应。我们没有发现明显的负面反应。结果是互补的，并与其他方法，如互相关，最大熵和动力学建模一致。正则化线性反演与连续光变曲线建模提供了一种快速，互补的方法，速度分辨混响映射，适用于大型数据集。
2015-08-20 astro-ph.GA
The ASTRID simulation: the evolution of Supermassive Black Holes
我们提出了黑洞（BH）的演化和它们与它们的宿主星系在Astrid，一个大体积的宇宙学流体动力学模拟盒大小为250 $h^{-1} \rm Mpc$包含$2\times5500^3$粒子演化到z=3。Astrid统计模型BH气体吸积和活动星系核反馈到他们的环境，适用于BH种子质量$M_{\rm sd}$的幂律分布，使用BH动力学的动力学摩擦模型，并执行BH合并的物理处理。BH人口是广泛一致的BH质量函数，亮度函数的亮端，BH质量和吸积率密度的时间演化的经验约束。黑洞的质量和吸积与宿主恒星的质量和恒星形成速率密切相关。我们追踪了在z>10之前接种的BH，直到z=3，发现除了那些具有最小$M_{\rm sd}$的BH之外，BH几乎不携带初始$M_{\rm sd}$的印记，其中不到50%的BH质量加倍。气体吸积是BH增长的主要渠道相比，BH合并。与动力摩擦，阿斯特丽德预测BH合并后，第一次遇到一个BH对显着的延迟，一个典型的流逝时间约为200万年。在z>3时，Astrid中存在全部的$4.5 \times 10^5$ BH并合，其中的$\sim 10^3$具有X射线可探测的EM对应物：明亮的kpc尺度活动星系核，其$L_X>10^{43}$ erg/s。具有$M_{\rm BH} \sim 10^{7-8} M_{\odot}$的BH经历最频繁的合并。主持BH并合的星系是整个$M_{\rm…
2022-03-20 astro-ph.GA
The seeds of supermassive black holes and the role of local radiation and metal spreading
我们提出了宇宙流体动力学模拟，包括原子和分子的非平衡化学，多频辐射转移（0.7-100 eV的采样超过150个频率箱）和恒星星族演变来研究的主机候选人的超大质量黑洞的种子来自直接坍缩的气体在原始晕（直接坍缩黑洞，DCBH）。我们一贯地址所发挥的作用，原子和分子冷却，恒星辐射和金属扩散的C，N，O，Ne，Mg，Si，S，Ca，Fe等。从原始来源，以及它们的影响下，不同的假设早期源发射率，初始质量函数和金属产量附近的静止原星系。我们发现，假定的DCBH主机候选人需要强大的原始恒星世代，因为常见的太阳类恒星和热OB型恒星既不能确定直接坍缩的条件，也不能建立一个解离的莱曼-沃纳背景辐射场。热和分子特征的DCBH主机候选人的情况下，非常大质量的原始恒星似乎有利，照明莱曼-沃纳强度具有1-50 J21的值。然而，额外的非线性过程，如合并事件，子结构的形成，旋转运动和光蒸发，应抑制纯DCBH的形成在2/3的情况下。局部湍流可以延迟气体的直接坍缩，几乎与其他环境条件无关。距离小于5千秒差距的大莱曼-维尔纳通量的影响受到金属污染的严重限制。
2019-03-06 astro-ph.CO astro-ph.GA
Do Moderate-Luminosity Active Galactic Nuclei Suppress Star Formation?
超大质量黑洞的生长和它们的宿主星系被认为是有联系的，但这种共生关系的确切性质仍然知之甚少。星系形成的观测和模拟都表明，当中心超大质量黑洞吸积物质并生长时，来自活动星系核（AGN）的能量输入加热星际物质并抑制恒星形成。在这封信中，我们表明，大多数宿主星系的中等亮度超大质量黑洞在当地的宇宙有中间的光学颜色，这意味着宿主星系从恒星形成过渡到平静，这是第一次被证明是真实的所有活动星系核独立的遮蔽。中间的颜色表明，宿主星系中的恒星形成大约在1亿年前停止。这一结果表明，要么活动星系核的寿命很长，在恒星形成结束后吸积超过1 Gyr，要么在恒星形成停止和可检测到的黑洞增长之间有大约1亿年的时间延迟。第一种解释是不可能的，因为目前对活动星系核寿命的估计，所以低光度活动星系核必须在探测到大量的黑洞吸积活动之前关闭恒星形成。活动星系核宿主星系在蓝色云的稀缺性，这里报告的挑战的情况下，显着的恒星形成和黑洞增长是同时代的。最后，这些观测结果也有力地支持了活动星系核的“统一模型”，因为主星系的颜色与中心引擎的遮蔽无关。
2009-01-24 astro-ph.GA
The formation of supermassive black holes from Population III.1 seeds. IV. Self-regulated seeding from supermassive star ionizing feedback
Chalmers University of Technology（查尔姆斯理工大学）；INAF - Osservatorio Astronomico di Brera（意大利国家天体物理研究所布雷拉天文台）；University of Modena & Reggio Emilia（摩德纳与雷焦艾米利亚大学）；University of Oxford（牛津大学）；University of Memphis（孟菲斯大学）；Center for Astrophysics, Harvard and Smithsonian（哈佛史密松天体物理中心）；Università degli Studi di Trieste（的里雅斯特大学）；INAF - Osservatorio Astronomico di Trieste（意大利国家天体物理研究所的里雅斯特天文台）；INFN, Sezione di Trieste（意大利国家核物理研究所的里雅斯特分部）
通过考虑第三族.1恒星周围HII区的R型膨胀和红移依赖性，建立反馈调节的隔离模型，预测了早期宇宙中超大质量黑洞的数密度约为0.2 cMpc^{-3}，并讨论了双黑洞丰度与合并率。
2026-05-27 astro-ph.CO astro-ph.GA
The April-June 2020 super-outburst of OJ 287 and its long-term multiwavelength light curve with Swift: binary supermassive black hole and jet activity
我们报告在2020年4月至6月探测到OJ 287非常明亮的X射线-紫外光爆发;这是自2015年底我们开始Swift多年监测以来第二亮的爆发。结果表明，喷流喷发是这次大爆发的主要动力。光学-UV-X射线是密切相关的，并且XMM-牛顿光谱的低能量部分显示出与同步加速器起源一致的异常软的发射分量。一个更硬的X射线幂律分量（伽玛x = 2.4，仍然相对陡峭时，从逆康普顿模型的预期相比）被检测到70千电子伏的NuSTAR。我们发现的Fe区域周围的后处理的证据，符合吸收线。如果得到证实，这意味着流出物中的物质约为0.1 c。多年的雨燕光变曲线显示了多个耀斑或下降的事件，总的变化幅度在X射线中为10倍，在光学紫外线中为15倍。2020年的爆发观测结果与OJ 287的二元黑洞模型预测的耀斑后一致，其中次级黑洞的盘撞击触发了初级黑洞的延时吸积和喷流活动。
2020-08-04 astro-ph.GA astro-ph.HE
Relativistic Jets and Winds in Radio-Identified Supermassive Black Hole Binary Candidates
Stanford University（斯坦福大学）；University of Crete（克里特大学）；Foundation for Research and Technology-Hellas（希腊研究与技术基金会）；University of Colorado（科罗拉多大学）；California Institute of Technology（加州理工学院）
该研究提出了一种可推广的喷流模型，解释了超大质量黑洞双星候选体的喷流和光变现象，并预测了射电偏振、成像和发射线变化，以指导未来的观测研究。
2025-11-25 astro-ph.GA astro-ph.HE physics.plasm-ph
Circularization of Tidally Disrupted Stars around Spinning Supermassive Black Holes
本文采用后牛顿修正的三维光滑粒子流体动力学模拟方法研究了自旋超大质量黑洞束缚轨道上潮汐扰动星的圆化。我们的模拟表明，碎片圆化敏感地依赖于辐射冷却的效率。如果辐射冷却效率低，碎片循环有两个阶段：第一，恒星碎片流由于相对论性拱点进动而自相交;相交点处的激波使轨道能量热化，碎片在黑洞周围形成几何上厚的环状结构。环通过粘性扩散迅速扩展，导致形成几何厚度的吸积盘。相比之下，如果辐射冷却是有效的，恒星碎片由于自相交激波而形成圆形，并形成几何上薄的环状结构。在这种情况下，耗散的能量可以在碎片圆化过程中发射，作为随后的潮汐破裂耀斑的前兆。对于一颗1兆太阳质量的恒星绕着一个10^6兆太阳质量的黑洞旋转，其辐射能量可能达到~2*10^{52}尔格。我们还发现，一个逆行（反时针）的黑洞自旋的冲击引起的圆化时间尺度短（长）比一个非旋转的黑洞在两种冷却情况下。在辐射有效冷却的情况下，圆化时间尺度非常长，并且对黑洞自旋也很敏感。具体而言，Lense-Thirring扭矩引起动态重要的节点进动，这大大延迟了碎片的循环。另一方面，在辐射效率低的情况下，节点进动太慢而不能产生可观察的签名。我们还讨论了我们的模拟和抛物线的TDEs，大多数恒星潮汐中断的特点之间的关系。
2016-09-08 astro-ph.GA astro-ph.HE
Music from the heavens - Gravitational waves from supermassive black hole mergers in the EAGLE simulations
我们利用EAGLE套件中的参考宇宙学流体动力学模拟来估计来自超大质量黑洞合并的引力波信号的预期事件率，这些信号可以通过天基干涉仪（例如改进型激光干涉仪空间天线（eLISA））来解决。这些模拟假设一个$Λ$ CDM宇宙演化与国家的最先进的辐射冷却，恒星形成，恒星质量损失，并从恒星和吸积黑洞的反馈亚网格模型。它们已经被证明以前所未有的保真度再现了观测到的星系群。我们将EAGLE中超大质量黑洞的合并速率与最新的唯象波形模型相结合，从合并黑洞的内禀参数计算出引力波信号。EAGLE模型预测了诸如eLISA的引力波探测器每年探测到的$\sim2$。我们发现，这些信号在很大程度上占主导地位的合并种子质量黑洞合并在红移之间的$z\sim2$和$z\sim1$。为了研究假设的黑洞种子质量的依赖性，我们引入了一个额外的模型，黑洞种子质量的数量级小于我们的参考模型。我们还考虑了一个变化的参考模型中的黑洞合并时间尺度的预期延迟的处方已包括在其宿主星系合并后。我们发现，合并率是相似的，在所有的模型，但初始黑洞种子质量可以区分通过它们检测到的引力波形。因此，eLISA探测到的特征引力波信号将为超大质量黑洞的起源和黑洞种子的初始质量分布提供深刻的见解。
2016-07-29 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.IM
Growth of high redshift supermassive black holes from heavy seeds in the BRAHMA cosmological simulations: Implications of overmassive black holes
本研究利用BRAHMA宇宙学模拟探究高红移超重黑洞的增长机制，发现重种子模型需放宽条件并缩短黑洞并合延迟才能匹配观测结果，为早期黑洞形成提供了约束。
2024-06-20 astro-ph.GA
Detection of unexpected leading delays in broad Hβ line reverberations in the quasar PHL 1092
本文基于八年反响映射观测，在类星体 PHL 1092 中发现 Hβ 线超前于 5100 Å 连续谱 17–57 天的延迟，提出吸积盘内恒星级质量黑洞作为额外热源拉伸连续谱区的解释，挑战了 AGN 宽线区标准模型与黑洞质量估计方法。
2025-11-11 astro-ph.GA
Evidence for a receding dust sublimation region around a supermassive black hole
第一类活动星系核的近红外辐射被认为是由来自尘埃颗粒的热辐射所主导的，这些尘埃颗粒在紫外/光学中被中央引擎加热，并且几乎处于升华温度。因此，中央源的增亮可以进一步升华最里面的灰尘，导致近红外发射区域的半径增加。通过测量近红外和紫外/可见光变化之间的时滞变化，间接探测了半径的这种变化。在这里，我们报告的直接证据，这样一个后退升华区域通过近红外干涉测量的最明亮的1型活动星系核在NGC 4151。半径的增加是在中央引擎明显变亮之后，至少延迟了几年，因此这是最里面尘埃分布的隐含破坏时间尺度。编译历史流量的变化和半径测量，我们还推断改革的时间尺度内的尘埃分布是几年在这个星系核。更具体和定量地说，我们发现，在一个给定的时间半径似乎与长期平均的流量在过去的几个（~6）年，而不是瞬时流量。最后，我们还报告了三个新观察到的凯克干涉仪，以及其他三个活动星系核的第二个历元测量的类型1活动星系核的测量。
2013-08-29 astro-ph.CO astro-ph.GA
The effect of pressure confinement on the maximum mass of rapidly accreting supermassive stars
Niels Bohr International Academy, The Niels Bohr Institute（尼尔斯·玻尔国际学院，尼尔斯·玻尔研究所）；Center of Gravity, Niels Bohr Institute（引力中心，尼尔斯·玻尔研究所）；Institute of Science and Technology Austria (ISTA)（奥地利科学与技术研究所）
本研究将钱德拉塞卡脉动稳定性判据推广至带表面压力边界条件的相对论恒星，应用于快速吸积超大质量恒星模型，发现压力约束可延迟广义相对论不稳定性并显著提高临界质量，最终可能导致超大质量黑洞形成。
2026-09-15 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Resolving flows around black holes: the impact of gas angular momentum
宇宙学模拟几乎无一例外地使用一个类似邦迪-霍伊尔的公式来估计气体在超大质量黑洞上的吸积。这样做忽略了气体角动量的影响，这可能会阻止或显著延迟直接落在黑洞上的吸积物质。我们概述了一个黑洞吸积率处方使用修改后的邦迪-霍伊尔配方，考虑到周围气体的角动量。只有当内部涡度分布得到很好的解决时，这种修改后的邦迪-霍伊尔公式才有可能得到有意义的实施，这是通过在我们的模拟中使用黑洞周围的超拉格朗日细化技术实现的。然后，我们调查的影响黑洞的增长进行模拟孤立以及合并盘星系使用移动网格代码AREPO。我们发现，气体的角动量势垒可以发挥重要的作用，限制黑洞的增长，也导致几个陀螺仪之间的延迟星爆和类星体阶段的主要合并残留物。然而，我们强调，这种效应的大小是高度敏感的吸积气体的物理状态和黑洞反馈的性质。
2016-10-10 astro-ph.GA
Stellar-mass black holes in young massive and open stellar clusters -- VII. Comparisons with gravitational-wave events until LVK-O4a and Gaia compact binaries
Helmholtz-Instituts für Strahlen- und Kernphysik (HISKP)（亥姆霍兹射线与核物理研究所）
本文研究了年轻大质量星团演化成开放星团对引力波合并人口的影响，通过N体模拟发现其在引力波事件特征和合并率分布上的贡献。
2026-09-09 astro-ph.GA astro-ph.HE
Kinematic signatures of reverberation mapping of close binaries of supermassive black holes in active galactic nuclei III. The case of elliptical orbits
密近双星SMBH（SMBBH）混响映射的运动学特征的激烈搜索目前正在进行中。椭圆SMBBH系统（即轨道和盘状宽线区域（BLR）都是椭圆的）尚未在二维传递函数（2DTF）研究中进行评估。我们的目标是数字推断这样的2DTF，因为未解决的区域的几何形状是印在他们的光发射。通过这一点，我们确定其具体的运动学签名。对椭圆轨道上的SMBBH进行了几何学和运动学仿真。每个SMBH具有盘状椭圆BLR。SMBH是活跃的，并以亚秒差距的距离紧密地相互环绕。在这里，我们计算的第一次2DTF，定义在速度-时间延迟平面，几个椭圆形配置的SMBBH轨道和它们的BLRs。我们发现，这些非常复杂的配置清楚地解决了地图。这些结果是不同的，从圆形和盘风几何获得的。我们计算所有SMBBH配置的预期线变异性。我们表明，线的形状的影响的轨道相位的SMBBH。有些线轮廓类似于观测到的轮廓，但它们也可以变形得更像盘风模型中的轮廓。首先，我们的研究结果意味着，使用我们的2DTF，我们可以检测和量化椭圆SMBBH的运动特征。第二，计算出的预期线剖面与观测到的剖面有一些有趣的相似之处，但也与一些在圆盘风模型中合成的剖面有一些相似之处。为了克服作为SMBBH标记的谱线形状的非唯一性，它们必须伴随有2DTF。
2019-10-19 astro-ph.GA hep-ex
Testing space-time geometries and theories of gravity at the Galactic Center with pulsar's time delay
本研究开发了计算银河系中心脉冲星光子全相对论传播时间的通用数值方法，可用于检验多种时空几何与引力理论，发现计时残差偏差可达数个数量级，有望被未来射电望远镜探测到。
2023-07-13 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
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。
2023-06-23 astro-ph.GA astro-ph.HE
Breaking the law: the M_{bh}-M_{spheroid} mass relations for core-Sersic and Sersic galaxies
超大质量黑洞质量M_bh与宿主椭球体动力学质量M_sph之间的对数线性关系需要进行显著的修正。核心星系，通常M_bh > 2 × 10^8 M_Sun，被认为是在干合并事件中形成的，被证明可以用线性关系很好地描述，其中黑洞质量的中位数是0.36% --大约是旧的恒常值的两倍。更有意义的是，在（非伪隆起）低质量系统中，M_bh ~（M_sph）^2：具体地说，log[M_bh/M_Sun] =（1.92+/-0.38）log[M_sph/7 × 10 ^{10}M_Sun] +（8.38+/-0.17）。容纳10^6 M_Sun黑洞的“经典”球状体的M_bh/M_sph约为0.025%。这些新的关系式（i）使关系式M_bh ~ sigma ^5和L ~ sigma^x（对于明亮的，指数x等于5和2）具有一致性（M_B < -20.5等）和微弱的球状体，分别，（ii）模仿非-（iii）证明了M_bh-（Sersic n）图中的（对数线性）行为，（iii）证明了Sersic存在一个以前忽略的M_bh ~ L^{2.5}关系（即\非核心Sersic）星系，以及（iv）解决过去的冲突（在质量预测）与M_bh-sigma关系在低质量端。此外，“经典”球状体的M_bh-M_sph关系的弯曲性质将具有许多重要的含义，涉及（i）星系/黑洞形成理论，（ii）寻找基本的黑洞标度关系，（iii）其他星系中…
2012-02-09 astro-ph.CO astro-ph.GA
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。
2025-10-16 astro-ph.GA gr-qc
Towards a Precision Measurement of Binary Black Holes Formation Channels Using Gravitational Waves and Emission Lines
致密天体--中子星、黑洞和超大质量黑洞--的形成及其与星系化学成分的联系是天体物理学的中心问题之一。我们提出了一种新的数据驱动，多信使技术来解决这个问题，利用引力波和原子/分子发射线信号之间的必然相关性。对于时间延迟的置信概率分布函数$p(t_d)\propto t_d^{-κ}$，该方法可以提供$0.5$ Gyr和幂律指数$κ=1$的最小延迟时间的测量，标准差分别为$0.12$（和$0.45$）和$0.06$（和$0.34$），分别来自五年的LIGO-Virgo-KAGRA观测与SPHEEx线强度映射（和DESI发射线星系）。这种测量将提供数据驱动的多信使的延迟时间分布的限制，这是目前不为人所知。
2022-09-07 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Spatially resolved rotation of the broad-line region of a quasar at sub-parsec scale
吸积超大质量黑洞附近气体的高速运动使原子发射谱线变宽是类星体的一个观测标志。宽发射线的观测可能会限制气体通过吸积盘向内或通过风向外输送的机制。这个宽线区域的大小是通过测量可变核连续谱和发射线之间的光传播时间延迟来估计的-一种称为混响映射的方法。在某些模型中，发射线来自连续的外流，而在另一些模型中，它们是由绕轨道运行的气体云产生的。由于这些区域的角尺寸很小（< 0.1毫弧秒），因此直接对它们成像是不可能的。在这里，我们报告了类星体3C 273的宽帕邢-α线的红色和蓝色光心之间垂直于其射电喷流方向的空间偏移（空间分辨率为10微弧秒或约0.03秒差距，距离为5.5亿秒差距）。这种空间偏移对应于气体速度的梯度，因此意味着气体围绕中心超大质量黑洞旋转。这些数据很好地拟合了一个宽线区域模型，该模型是一个由引力束缚的物质组成的厚盘，围绕一个3亿太阳质量的黑洞运行。我们推断一个半径为150光日的圆盘;之前使用混响映射发现了100-400光日的半径。圆盘的旋转轴在倾角和位置角上与无线电射流对准。我们的研究结果支持的方法，经常被用来估计吸积超大质量黑洞的质量，并研究它们在宇宙时间的演化。
2018-11-27 astro-ph.GA
