Toward Horizon-scale Accretion Onto Supermassive Black Holes in Elliptical Galaxies
本文以M87* 为例，采用高分辨率的三维流体动力学模拟方法，研究了星系尺度上湍流介质对椭圆星系中超大质量黑洞的填充作用.模拟使用了Athena++ AMR代码的新GPU加速版本，半径跨越了6个数量级以上，达到了类似于黑洞视界的尺度。关键的物理成分是辐射冷却和唯象加热模型。我们发现，吸积流的多相气体的形式在半径小于约一个千秒差距。冷气体吸积包括两个动态不同的阶段：典型的磁盘阶段，其中冷气体驻留在旋转支撑的磁盘和相对罕见的混沌阶段（$\lesssim 10\%$的时间），其中冷气体通过混沌流流入。虽然冷气体吸积主导的时间平均吸积率在中等半径，吸积在最小半径的热维里化气体在大多数时候占主导地位。当热气体占主导地位时，吸积率随半径的变化规律为$\dot{M}\propto r^{1/2}$，我们在事件视界附近得到了$\dot{M}\simeq10^\mathrm{-4}-10^\mathrm{-3}\,M_\odot\,\mathrm{yr^{-1}}$，这与EHT观测结果相似。冷气盘的方向在不同的空间尺度上可以有很大的不同。我们提出了一个亚网格模型的吸积在较低分辨率的模拟，其中的热气吸积率被抑制相对于邦迪率的$\sim (r_\mathrm{g}/r_{\rm Bondi})^{1/2}$。我们的结果也为在事件视界尺度上模拟黑洞吸积提供了更符合实际的初始条件。
2023-03-30 astro-ph.GA astro-ph.HE
Hunting for Supermassive Black Holes in Nearby Galaxies with the Hobby-Eberly Telescope
我们利用麦克唐纳天文台的10米霍比-埃伯利望远镜（HET）对1022个星系进行了光学长缝分光观测。HET大质量星系巡天（HETMGS）的主要目标是寻找适合黑洞质量测量的邻近星系。为了精确测量黑洞的质量，我们必须从运动学上分辨出黑洞支配引力势的区域。对于大多数星系来说，这个区域远小于一个角秒。因此，黑洞的质量最好是在附近的星系中用具有高空间分辨率的望远镜来测量。HETMGS的重点是那些预测有最大的影响范围的星系，根据公布的恒星速度色散或星系基本平面。为了确保覆盖星系类型，调查的目标是这些星系的基本平面的正面投影。我们介绍了长缝观测的样本选择和所得数据产品，包括中心恒星运动学和发射线比。完整的数据集，包括光谱和解析的运动学，可在线获得。此外，我们表明，目前的作物的黑洞质量是高度偏向于密集的星系，特别是大磁盘和低色散星系的代表性不足。这项调查为未来系统的黑洞质量测量活动提供了必要的基础。
2015-02-02 astro-ph.GA
A dust-free hierarchically nested supermassive-star model for James Webb Space Telescope Little Red Dots
Universitat Politècnica de València（瓦伦西亚理工大学）；Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics（马克斯·普朗克地外物理研究所）；Kavli Institute for Astronomy and Astrophysics at Peking University（北京大学科维理天文与天体物理研究所）
研究詹姆斯·韦布空间望远镜发现的小红点，提出无尘埃物理框架，认为其贫尘埃子集是分层嵌套超大质量恒星的观测表现，阐述相关形成机制及过程，缩短了恒星组装时间尺度。
2026-07-24 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
The Next Generation Event Horizon Telescope Collaboration: History, Philosophy, and Culture
本文概述了下一代事件视界望远镜合作中历史哲学文化工作组的计划。
2023-04-05 astro-ph.GA astro-ph.IM gr-qc
Astrometry in the Galactic Center with the Thirty Meter Telescope
我们报告预期的天文测量性能的三十米望远镜的红外成像光谱仪（IRIS）确定使用模拟图像的银河系中心。银河系的这一区域拥有一个超大质量黑洞和一个致密的核星团，因此为测试IRIS成像仪的拥挤场天体测量提供了理想的实验室。了解天体测量误差的来源对于精确测量围绕超大质量黑洞运行的短周期恒星也很重要，以便探测广义相对论预测的时空曲率。各种来源的错误进行了调查，包括读出和光子噪声，空间可变的点扩散函数，混乱，静态失真的IRIS成像仪，和二次探头臂失真。光学畸变是明亮恒星（K < 15）误差的限制性来源，而较暗的来源则会受到来源混淆的影响。提供了银河中心科学案例的详细天体测量误差预算。
2013-10-21 astro-ph.GA astro-ph.IM
First Sagittarius A* Event Horizon Telescope Results. I. The Shadow of the Supermassive Black Hole in the Center of the Milky Way
本文报道了EHT对银河系中心超大质量黑洞人马座A*的首次成像观测，揭示了一个直径约51.8微角秒的亮环，证实其为克尔黑洞，并与广义相对论预言一致。
2023-11-16 astro-ph.GA astro-ph.HE
Prospects for measuring supermassive black hole masses with future extremely large telescopes
下一代巨型分段镜望远镜（$>$ 20米）将使我们能够以比以往更高的角分辨率和灵敏度观测星系核。这些能力将为我们对超大质量黑洞的起源和演化的理解带来革命性的转变，使我们能够在今天无法达到的质量范围内进行更精确的黑洞质量测量。我们提出了模拟和预测的原子核的观测，将与三十米望远镜（TMT）和自适应光学辅助积分场光谱仪IRIS，这是能够从$Z$带（0.9 $μ$ m）的$K$带（2.2 $μ$ m）的衍射限制光谱。这些模拟首次使用天空、望远镜、自适应光学系统和仪器的真实值，以确定一系列可能目标的预期信噪比，这些目标包括$\sim10^4$ \msun的中等质量黑洞和$>10^{10}$ $M_\odot$的最大质量黑洞。我们发现IRIS将能够观察到室女座星系团距离外的银河系质量黑洞，并将使我们能够观察到许多更明亮的星系团星系，其中最大质量的黑洞被认为是居住的。我们还评估如何以及运动学的速度分布的时刻可以约束在不同的光谱分辨率和板尺度设计的IRIS。我们发现，$\sim8000$的光谱分辨率将是必要的，以测量中等质量黑洞的质量。通过模拟SDSS DR 7中发现的星系的观测，我们发现，在$10^5$大质量黑洞将被观察到之间的距离$0.005 < z < 0.18$与估计的灵敏度和角分辨率提供访问$Z$带（0.9 $μ$ m）光谱IRIS和TMT自适应光学系统。（节录）
2014-01-30 astro-ph.CO astro-ph.GA
Galaxies as High-Resolution Telescopes
最近的观测表明，活跃星系的人口与毫角秒之间的光学和无线电发射的偏移。这种偏移可能是与超大质量黑洞相关的极端现象的指示，包括相对论性喷流，二元超大质量黑洞，甚至反冲超大质量黑洞。然而，活动星系在几毫角秒的多波长结构无法通过直接观测来理解。我们建议使用强引力透镜来解释光源的多波长结构。当光源靠近透镜星系的焦散面时，即使光源位置的微小偏移也会导致海市蜃楼图像的位置和放大率的巨大差异。我们表明，在海市蜃楼图像的观察位置的源的位置的角偏移可以放大超过50倍。我们发现，至少有8%的引力透镜类星体将在焦散配置。SKA和Euclid之间的协同作用将为数千个焦散配置的引力透镜源提供一组理想的观测结果，这将使我们能够阐明大量源的多波长结构，并研究无线电发射的物理起源，它们与超大质量黑洞的联系以及它们的宇宙演化。
2017-08-08 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Bumblebee black holes in light of Event Horizon Telescope observations
我们报告的存在新的静态球形黑洞解的矢量张量引力理论称为大黄蜂引力模型，它扩展了爱因斯坦-麦克斯韦理论，允许矢量非最小耦合的Ricci曲率张量。利用最近的事件视界望远镜合作组对M87星系和银河系中超大质量黑洞阴影的观测，首次对强场区的解进行了检验.发现参数空间在很大程度上未被排除，并且需要更多的实验来完全约束理论。
2023-02-11 astro-ph.GA gr-qc
Signatures of Exploding Supermassive PopIII Stars at High Redshift in JWST, EUCLID and Roman Space Telescope
Max Planck Institute for Gravitational Physics (Albert Einstein Institute)（马克斯·普朗克引力物理研究所（爱因斯坦研究所））；Institute for Cosmic Ray Research, The University of Tokyo（东京大学宇宙射线研究所）；Center for Gravitational Physics and Quantum Information, Yukawa Institute for Theoretical Physics, Kyoto University（京都大学汤川理论物理中心引力物理与量子信息研究中心）；Frontier Research Institute for Interdisciplinary Sciences, Tohoku University（东北大学前沿交叉科学研究所）；Astronomical Institute, Graduate School of Science, Tohoku University（东北大学理学研究科天文学系）
研究通过半解析模型分析高红移下SMS爆炸特征，利用JWST、EUCLID和RST探测SMS爆炸，揭示其光变曲线和观测潜力。
2025-07-21 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Frequency and Abundance of Binary sUpermassive bLack holes from Optical Variability Surveys (FABULOVS): Hubble Space Telescope Imaging of Radial-Velocity Selected Binary Candidates
本文利用HST/WFC3 IR成像检验8个径向速度偏移选出的亚秒差距双超大质量黑洞候选体，发现其宿主形态扰动比例与普通类星体无统计差异。
2025-05-16 astro-ph.GA
Testing the black hole area law with Event Horizon Telescope
霍金的黑洞面积定理可以通过监测单个黑洞随时间的演化来检验。利用事件视界望远镜（EHT）对两个超大质量黑洞M87* 和Sgr A* 的成像观测，我们发现它们的视界面积变化分数在$1\,σ$置信水平下与黑洞面积定律的预测一致.我们指出，黑洞面积定律是否成立，将取决于未来对Sgr A* 的高精度EHT观测。
2022-07-02 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
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
EHT observables as a tool to estimate parameters of supermassive black holes
本文提出一种利用EHT观测量（角阴影直径和轴比）并考虑测量不确定性的技术，用于估计由Kerr度规描述的超大质量黑洞参数，结果表明该方法与现有体系一致且适用于更一般的非圆形阴影。
2023-07-26 astro-ph.GA gr-qc hep-th
High-redshift JWST massive galaxies and the initial clustering of supermassive primordial black holes
本文提出超大质量原初黑洞的初始成团性可增强物质功率谱，从而解释JWST观测到的高红移大质量星系，其质量约10^9太阳质量，能量密度占比约10^-3。
2024-07-22 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Catalog of supermassive black holes for interferometric observations
本文给出了一个基于开放源的毫米和亚毫米波段干涉观测的超大质量黑洞（SMBH）星表。该星表包括天体名称、坐标、角距离、质量、SMBH引力半径角大小、与SMBH有关的辐射源积分通量，其范围为$20÷900$ ~GHz，被认为可用于事件视界望远镜、未来空间任务毫米波等。该星表用于规划SMBH阴影的干涉测量观测。
2018-11-02 astro-ph.GA
Revealing the Origin and Cosmic Evolution of Supermassive Black Holes
下一代电磁波和引力波天文台将为第一批超大质量黑洞的诞生打开前所未有的窗口。这有可能揭示它们在前十亿年的起源和成长，以及它们在本地宇宙中形成历史的特征。考虑到这一点，我们概述了三个关键的重点领域，将塑造研究在未来十年及以后：（1）什么是“种子”的第一类星体;如何达到10亿太阳质量之前，z $\sim7$？(2)黑洞的成长如何随宇宙时间而改变，黑洞的早期成长如何塑造它们的宿主星系？我们能从今天的中等质量黑洞和矮星系中学到什么？(3)我们能否在广义相对论的背景下解开黑洞吸积的物理学，理解流入和流出（喷流和风）？使用这些见解在恒星和超大质量黑洞之间进行缩放是否有效，即，黑洞吸积真尺度不变吗？在下文中，我们确定了加拿大天文学界在解决这些问题方面发挥主导作用的机会，特别是通过利用我们在事件视界望远镜、{ \it James Webb太空望远镜}（JWST）、欧几里得、莫纳克亚光谱探测器（MSE）、30米望远镜（TMT）、平方公里阵列（SKA）、用于光学和紫外线研究的宇宙学高级巡天望远镜（CASTOR）等。我们还讨论了与未来天基引力波（LISA）和X射线（例如，雅典娜，山猫）天文台，以及与恒星和星系演化社区合作的必要性，以建立一个完整的图片的诞生超大质量黑洞，他们的成长和他们的影响，在宇宙的历史。
2019-10-14 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
First Sagittarius A* Event Horizon Telescope Results. III: Imaging of the Galactic Center Supermassive Black Hole
本文基于事件视界望远镜2017年4月数据，首次呈现人马座A*的事件视界尺度图像，通过多种成像方法及变异性噪声预算，揭示出直径约50微角秒的明亮发射环，证实了银河系中心超大质量黑洞的“阴影”。
2023-11-16 astro-ph.GA astro-ph.HE
An accreting supermassive black hole irradiating molecular gas in NGC 2110
活动星系核（AGN）对恒星形成的影响对于我们理解超大质量黑洞与其星系之间的关系以及宇宙历史上星系的生长具有重要意义。我们报告了一个高分辨率的多阶段的核环境在附近的塞弗特星系NGC 2110使用阿塔卡马大毫米阵列（ALMA），哈勃和斯皮策太空望远镜，和甚大望远镜/SINFONI的研究。我们确定了一个区域，这是显着弱的低激发CO $2\rightarrow1$发射冷分子气体，但似乎充满了电离和温暖的分子气体，这表明活动星系核是直接影响的性质的分子材料。使用多个分子气体示踪剂，我们证明，尽管缺乏CO线发射，分子气体的表面密度和运动学在整个区域变化平稳。我们的研究结果表明，活动星系核对恒星形成气体的影响可以相当局部化。与广泛持有的理论预期相反，我们发现分子气体对高能活动星系核反馈的强光仍然具有弹性。
2019-03-18 astro-ph.GA
First M87 Event Horizon Telescope Results. II. Array and Instrumentation
事件视界望远镜（EHT）是一个甚长基线干涉测量（VLBI）阵列，由毫米和亚毫米波长望远镜组成，它们之间的距离相当于地球的直径。在~1.3 mm的标称工作波长下，EHT角分辨率（lambda/D）为~25微-as，这足以在对应于其事件视界的空间和时间尺度上分辨附近的超大质量黑洞候选者。有了这种能力，EHT的科学目标是探测强场区的广义相对论效应，并研究黑洞边界附近的吸积和相对论性喷流形成。在这封信中，我们描述了EHT的系统设计，详细说明了技术和仪器，使观测，并提供其性能的措施。满足EHT科学目标需要几个关键的发展，促进了VLBI技术的强大扩展到EHT观测波长和生产的仪器，可以部署在现有的望远镜和设施的异构阵列。为了满足灵敏度的要求，高带宽的数字系统被开发，处理数据的速率为64千兆位/秒，超过目前运行的厘米波长VLBI阵列的数量级以上。相关的改进包括在阵列设施开发定相系统，在几个地点安装新的接收器，以及部署氢脉泽频率标准，以确保整个阵列的数据采集一致。这些努力导致了2017年4月第一次全球EHT观测的协调和执行，以及M87中超大质量黑洞候选者的事件视界尺度成像。
2019-06-26 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.IM
Black holes as telescopes: Discovering supermassive binaries through quasi-periodic lensed starlight
University of Oxford（牛津大学）；Max Planck Institute for Gravitational Physics (Albert Einstein Institute)（马克斯·普朗克引力物理研究所（爱因斯坦研究所））
通过准周期性偏折恒星光发现超大质量双星，揭示其轨道演化及引力波检测预警。
2026-01-27 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
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 first supermassive black hole mass measurement in active galactic nuclei using the polarization of broad emission line Mg II
近年来，分光偏振测量提供了一种有效的方法，它是基于活动星系核（AGN）宽发射线偏振面位置角的轮廓。在这里，我们提出了黑洞测量SBS 1419+538使用分光偏振观测的Mg II光谱带。观测是由SAO RAS的6米望远镜使用SCORPIO-2进行的。我们发现一个很好的协议估计超大质量黑洞（SMBH）质量为这个对象使用分光偏振法相比，使用其他方法获得的质量。
2021-09-24 astro-ph.CO astro-ph.GA
Observing---and Imaging---Active Galactic Nuclei with the Event Horizon Telescope
事件视界望远镜（EHT）最初是为了拍摄人马座A* 和附近星系M87中心黑洞的阴影区域而开发的，它也提供了关于其他活动星系核源的深度、非常高的角分辨率数据。处理EHT数据的挑战刺激了新的图像重建算法的发展。这项工作简要回顾了EHT的地位和它的效用，用于观测活动星系核的来源，重点是新的成像技术，提供更好的重建在1.3毫米和其他波长的承诺。
2016-07-11 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.IM
Finding lensed direct-collapse black holes and supermassive primordial stars
直接坍缩黑洞（DCBH）可能是第一类类星体的种子，其中超过200个现在已经在$z > 6$被探测到。詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）可以在$z \lesssim 20$的近红外（NIR）波段探测到DCBH，并在原始类星体的最早阶段探测它们的演化，但只能在狭窄的区域内探测，可能无法捕捉到其中的许多类星体。欧几里德和南希·格雷斯·罗曼巡天望远镜（Nancy Grace Roman Survey Telescope）的宽视场近红外巡天将包含更多的DCBH，但由于它们的灵敏度较低，只能在$z \lesssim 6 - 8$直接探测到它们。然而，他们的大型调查区域将覆盖数千个星系团和大质量星系，这些星系可能会通过引力吸收DCBH的流量，使它们超过目前的欧几里得和欧几里得探测极限，并揭示更多的星系。在这里，我们估计的最小数密度的强透镜DCBH和超大质量的原始恒星所需的检测在调查中的欧几里得，JWST在$z \lesssim 20$。我们发现，对于合理估计的主机晕数，Euclid和JWST可能会在$z = 7 - 20$发现数百个强透镜DCBH。在$z \lesssim 10$位置，JWST将探测到最多的天体，而在更高的红移位置，JWST将探测到最多的天体。透镜状的超大质量原始恒星也可能被发现，但数量较少，因为它们的寿命很短。
2022-05-31 astro-ph.CO astro-ph.GA
Robustness and the Event Horizon Telescope: the case of the first image of M87*
本研究以事件视界望远镜2019年M87*首张图像为例，分析其作为黑洞周边区域可靠表征的鲁棒性论证逻辑，阐明该鲁棒性的含义并解释其对独特实验下天体物理推断可靠性的支撑作用。
2024-01-29 astro-ph.GA gr-qc physics.hist-ph
Measurement of the supermassive black hole masses in two active galactic nuclei by the photometric reverberation mapping method
我们提出的长期光度监测的两个活动星系核，2MASX J08535955+7700543（z $\sim$ 0.106）和VII Zw 244（z $\sim$ 0.131），正在调查的混响映射方法在中频滤波器的结果。为了估计宽线区域的大小，我们用JAVELIN代码分析了光变曲线。利用SAO RAS的6米BTA望远镜获得的光谱数据测量了发射线宽。我们分别给出了超大质量黑洞质量$\lg (M/M_{\odot})$、$7.398_{-0.171}^{+0.153}$和$7.049_{-0.075}^{+0.068}$的估计
2021-03-10 astro-ph.GA
Multi-messenger Probes of Supermassive Black Hole Spin Evolution
本文使用半解析模型 Serotina 结合广义相对论磁流体动力学结果，研究超大质量黑洞的宇宙学自旋演化，发现观测数据支持喷流驱动自旋减速与相干吸积模型，并预测了未来 ngEHT、BHEX 和 LISA 的多信使观测将揭示黑洞自旋分布及播种路径特征。
2024-10-09 astro-ph.GA astro-ph.HE
Gravitational lensing effects of supermassive black holes in cluster environments
本研究探讨星系团中超大质量黑洞的引力透镜效应。虽然在星系中存在中央SMBH是确定的，但最近的高分辨率模拟工作预测存在额外的流浪SMBH人口。虽然这些SMBH的质量对星系团中较大尺度和单个星系尺度的暗物质成分来说是一个微小的扰动，但它们会影响统计透镜特性和单个透镜图像配置。探测这些潜在的可观察到的签名，我们发现，SMBHs的印记可检测的签名在罕见的，高阶强透镜图像配置，虽然他们没有表现出任何统计学上显着的可检测的证据，无论是放大率分布或集成的剪切剖面。调查特定的透镜图像的几何形状，我们报告说，一个大规模的，近点状的，潜在的SMBH导致以下可检测的影响：（一）图像分裂，导致产生额外的图像;（二）位置和放大倍数不对称的多重成像系统;和（iii）明显消失的透镜反像。其中，星团切向临界曲线内的图像分裂是最普遍的显著观测特征。我们证明了这些可能性在两种情况下观察到的巨大的弧在$SGAS\,J003341.5+024217$和$RX\,J1347.5-1145$，其中看到的特定图像配置可以复制SMBH。未来的高分辨率仪器观测（例如MAVIS-超大望远镜，MICADO-超大望远镜和升级的ngVLA，以及来自\textit{Euclid} \& \textit{Nancy Grace Roman}空间望远镜和鲁宾LSST天文台的数据可能使我们能够探测这些独特而罕见的SMBHs透镜特征。
2022-11-02 astro-ph.CO astro-ph.GA
Can the new Neutrino Telescopes reveal the Gravitational Properties of Antimatter?
我们认为，物质和反物质之间的引力排斥的假设可以在冰立方，中微子望远镜，最近在南极建造的测试。如果存在这样的引力排斥，那么黑洞视界深处的引力场可能会从量子真空中产生中微子-反中微子对。虽然中微子必须被限制在视界内，但反中微子应该被猛烈地喷射出来。因此，一个黑洞（由物质构成）应该表现为一个点状的反中微子源。我们的简化计算表明，银河系和仙女座星系中心的超大质量黑洞发射的反中微子可以被新一代中微子望远镜探测到。
2011-06-26 astro-ph.GA gr-qc
Detectability of Supermassive Dark Stars with the Roman Space Telescope
本研究探究Roman空间望远镜对红移10-20处超大质量暗星的探测能力，分析了不同形成机制暗星与早期星系的区分方法，提出结合JWST光谱观测可确认暗星，为新型恒星及高红移超大质量黑洞前身提供观测路径。
2024-04-12 astro-ph.CO astro-ph.GA
Towards Precision Supermassive Black Hole Masses using Megamaser Disks
巨脉泽盘提供了最精确和准确的河外超大质量黑洞质量。在这里，我们描述了在附近的星系使用绿岸望远镜（GBT）的超脉泽的搜索。我们专注于星系，我们相信，我们可以解决的引力影响范围的黑洞，并得出恒星或气体动力学测量光学或近红外观测。由于只有极少数的超大质量黑洞（SMBH）有直接的黑洞质量测量从一个以上的方法，即使是一个单一的星系与超脉泽盘和恒星动力学黑洞质量将提供必要的检查恒星动力学方法。我们瞄准了来自Hobby-Eberly望远镜大质量星系巡天的87个物体，没有发现新的脉泽盘。大多数目标物体是椭圆星系，典型的恒星速度色散为250公里/秒，距离在130 Mpc以内。我们讨论了我们的未检测的含义，无论它们是否意味着微波激射所需的阈值X射线光度，或者可能反映了在低爱丁顿比下维持质量更大（>10^8 Msun）的黑洞周围的微波激射盘的困难。鉴于在探测黑洞吸积和人口统计的功率脉泽磁盘，我们建议，未来的脉泽搜索应努力消除剩余的样本偏差，以整理出这些协变效应的重要性。
2016-06-04 astro-ph.GA
Multi-Wavelength and Multi-Messenger Studies with the next-generation Event Horizon Telescope
下一代事件视界望远镜（ngEHT）将为我们提供以尽可能高的分辨率和灵敏度研究超大质量黑洞（SMBHs）的最佳机会。相对于现有的事件视界望远镜阵列，ngEHT将通过增加新的台站、更宽的频率覆盖范围（从86 GHz到345 GHz和更高）、更高的分辨率（<15微弧秒）和更好的监测能力，提供更高的灵敏度和紫外线覆盖范围。这将为深入研究SMBH周围的物理学提供一个独特的机会，例如磁盘射流连接，负责高能光子和中微子事件的机制，磁场在形成相对论射流中的作用，以及二元SMBH系统的性质。在本白皮书中，我们描述了多波长研究和协同作用背景下的一些ngEHT科学案例。
2023-01-13 astro-ph.GA astro-ph.HE
Implication of spin constraints by the Event Horizon Telescope on stellar orbits in the Galactic Center
银河系的中心拥有最近的超大质量黑洞SgrA $^*$。对我们银河系中心数十年的近红外观测表明，有一小群恒星（所谓的S星团）围绕SgrA $^*$运行，最近有报道称它们排列在两个正交的圆盘中。在这种情况下，S星的Lense-Thirring岁差的时间尺度应该比它们的年龄更长，这意味着SgrA $^*$的自旋较低。相比之下，事件视界望远镜最近的结果支持一个高速旋转的SgrA $^*$，这似乎表明S星不可能排列在磁盘中。或者，SgrA $^*$的自旋一定很小，这表明其观测图像的模型是不完整的。
2022-06-08 astro-ph.GA astro-ph.HE
Atacama Cosmology Telescope: Observations of supermassive black hole binary candidates. Strong sinusoidal variations at 95, 147 and 225 GHz in PKS 2131$-$021 and PKS J0805$-$0111
David A. Dunlap Department of Astronomy & Astrophysics, University of Toronto（多伦多大学）；Specola Vaticana (Vatican Observatory)（梵蒂冈天文台）；Kavli Institute for Astronomy & Astrophysics, Peking University（北京大学）；Department of Astronomy, School of Physics, Peking University（北京大学物理学院天文学系）；Astronomical Observatory, University of Warsaw（华沙大学）；Institute of Theoretical Astrophysics, University of Oslo（奥斯陆大学）；Institute of Astrophysics, Foundation for Research & Technology-Hellas（希腊研究与技术基金会）；Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology, Department of Physics, Stanford University（斯坦福大学）；Canadian Institute for Theoretical Astrophysics, University of Toronto（多伦多大学）；Department of Physics & Astronomy, University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）；Joseph Henry Laboratories of Physics, Jadwin Hall, Princeton University（普林斯顿大学）；Department of Astrophysical Sciences, Peyton Hall, Pr（普林斯顿大学）
研究发现PKS 2131$-$021和PKS J0805$-$0111在多个频率下存在正弦波变化，提出改进的动能轨道模型解释其特性，为研究纳赫兹引力波背景提供候选样本。
2025-10-01 astro-ph.GA astro-ph.HE
Probing Axions via Light Circular Polarization and Event Horizon Telescope
本文利用事件视界望远镜的偏振测量，研究轴子-光子-黑洞磁场相互作用对光偏振的影响，提出离壳轴子散射可产生显著圆偏振，从而为约束超轻类轴子参数空间和探测黑洞附近轴子特征提供新途径。
2023-04-12 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Differential interferometry of close binary of supermassive black holes in an elliptical configuration
甚大望远镜干涉仪（VLTI）和极大望远镜（ELT）将是一个强大的天体物理学套件，提供以高光谱和角分辨率探测CB-SMBH结构和动力学的机会。在这里，我们探讨和说明的应用程序的差分干涉未解决的CB-SMBH系统在椭圆轨道配置和一个单一的SMBH与云在椭圆轨道运动。每个SMBH和在其盘状宽线区域（BLR）的区域之间的光心位移出现为小的干涉差分相位变化。为了研究干涉相位在CB-SMBH系统检测中的应用，我们基于我们的模型模拟了一系列差分干涉测量特征，该模型包括CB-SMBH中每个超大质量黑洞周围的云系综。将模型设定为具有椭圆云运动的单个SMBH的参数，我们还计算了这种情况下的一系列差分干涉观测值。我们发现，椭圆配置的CB-SMBH系统的CB-SMBH相位分布的典型的S形的各种偏差。干涉测量观测值的振幅和具体形状取决于CB-SMBH系统的轨道配置。我们得到了独特的结果时，考虑反对齐的云轨道的总CB-SMBH角动量。模拟得到的部分谱线与活动星系核近红外巡天观测到的Pa α谱线非常相似。我们发现一个单一的SMBH和CB-SMBH系统的微分相位zoo之间的差异。单个SMBH的微分相位zoo包括变形的S形状。我们还展示了它们的微分相位形状、振幅和斜率是如何随不同的云轨道参数和观测者位置而变化的。
2020-10-03 astro-ph.GA
Multiwavelength View of the M87 Black Hole Captured by the Event Horizon Telescope
2017年，事件视界望远镜（EHT）拍摄到了M87星系中心的第一张图像。它揭示了一个环的形态和大小符合理论预期的光模式周围的弱吸积超大质量黑洞约65亿太阳质量。在进行EHT测量的同时，还利用地面和空间设施组织了一次广泛的多波长活动，从无线电一直到TeV能量范围。在本说明中，我们将概述这一运动的结果。M87被发现处于历史低位。在X射线能量下，来自核心的辐射在HST-1上占主导地位。我们目前最完整的同时，MWL光谱的活动核的日期。
2021-11-18 astro-ph.GA astro-ph.HE
The supermassive black hole coincident with the luminous transient ASASSN-15lh
天文瞬变的祖先与特定的恒星星族和银河系环境有关，因此观察它们的宿主星系限制了瞬变本身的物理性质。在这里，我们使用哈勃太空望远镜的成像，以及X-Shooter和MUSE获得的超大型望远镜的空间分辨率，中等分辨率光谱学来研究非常明亮的瞬态ASASSN-15 lh的宿主。在瞬变点占主导地位的恒星星族是古老的（大约1至2 Gyr），没有最近恒星形成的迹象。我们还检测电离气体的发射，源自三个不同的，时间不变的，狭窄的碰撞激发金属和巴耳末线的组件。Baldwin-Phillips-Terlevich诊断图中的发射线比率表明，电离源是一个弱的活动星系核，其黑洞质量为$M_\bullet = 5_{-3}^{+8}\cdot10^{8} M_\odot$，通过$M_\bullet$ - $σ$关系导出。窄线分量分别显示了1千秒差距和500公里/秒尺度上的空间和速度偏移;窄线区域的气体运动学最好地解释了这些偏移。中心分量的位置，我们认为这也是超大质量黑洞的位置，在170 pc的不确定性内与瞬态一致。利用这个位置的巧合，以及其他类似的主机的潮汐中断事件，我们加强的论点，即瞬态发射观察到的ASASSN-15 lh是有关的中断恒星周围的超大质量黑洞，最有可能与克尔参数$a_\bullet\gtrsim0.5$旋转。
2017-11-18 astro-ph.CO astro-ph.GA
Supermassive Black Holes in the Early Universe
在宇宙历史的第一个十亿年中，第一个黑洞的出现标志着宇宙学中的一个关键事件。它们的形成是宇宙黑暗时代结束的整个过程的一部分，当时第一批恒星在大爆炸后大约1亿年出现在低质量的暗物质晕中。第一批恒星、星系和黑洞将宇宙从简单的初始状态转变为日益复杂的状态。我们回顾了最近的进展，我们新兴的理论图片的第一个黑洞如何出现在宇宙的舞台上，以及它们如何影响随后的宇宙历史。我们的重点是超大质量黑洞，特别是评估可能的途径，以形成十亿太阳质量的黑洞推断权力的发光类星体在高红移。最后，我们讨论了即将到来的经验探测器，如詹姆斯韦伯太空望远镜（JWST）和激光干涉仪空间天线（LISA），进一步提前的时间。
2019-04-29 astro-ph.CO astro-ph.GA
Compact Symmetric Objects and Supermassive Binary Black Holes in the VLBA Imaging and Polarimetry Survey
我们提出了多频甚长基线阵列（VLBA）的后续观测VLBA成像和偏振测量调查源确定为可能的紧凑对称对象（CSO）或超大质量二元黑洞（SBBH）。我们还提出了新的光谱红移的11个源观察到的霍比-埃伯利望远镜。虽然没有新的SBBH可以从这些观察中得到证实，但我们已经在样本中确定了24个CSO，其中15个是新指定的，并驳斥了52个候选人，留下33个未经证实的候选人。这是第一个大的统一样本的民间社会组织，可以用来引出这些来源的一些一般属性，包括形态演变和环境相互作用。我们已经检测到偏振发射，其中两个CSO的属性是一致的活动星系核统一计划。
2016-03-09 astro-ph.GA
Redshift Horizon for the Origins Space Telescope from Primordial Dust Emission
我们探讨了探测第一个星系与下一代起源太空望远镜（OST）的可能性，通过应用原始尘埃排放的分析模型。通过分析源密度与红移的函数关系，并考虑起源巡天光谱仪的深场曝光，我们估计，对于尘埃-金属比高于典型原始星系预期值的系统，探测单个源的红移视界将在z~7以上。另一方面，如果可以克服混淆限制，远红外成像仪和偏振仪将能够检测z>7的更典型的微弱系统。考虑到所得结果与原始尘埃性质的相关性，我们得出结论，OST可以为早期宇宙星际间介质的性质提供重要线索。
2020-04-15 astro-ph.CO astro-ph.GA
Astro2020 Science White Paper: The Local Relics of of Supermassive Black Hole Seeds
我们有令人信服的证据表明，恒星质量为5-80 M太阳的黑洞（BH）是通过大质量恒星的死亡形成的。我们也有令人信服的证据表明，所谓的超大质量黑洞（10^5-10^10 M_sun）主要存在于星系中心。我们有很好的理由相信一定存在质量在这两个范围之间的黑洞：第一个~10^9 M_sun的黑洞是在大爆炸后数亿年才被观测到的，所有理论上可行的产生超大质量黑洞的途径都需要一个“中间”质量的阶段。然而，在100-10}^5太阳质量范围内，还没有可靠的BH被探测到。在未来十年内，发现这些10^3-10^5 M太阳的中等质量黑洞是可以实现的。在这份白皮书中，我们强调了30米级望远镜在动态探测中等质量黑洞（如果它们存在的话）方面将发挥的关键作用。
2019-03-20 astro-ph.GA
The GLEAMing of the First Supermassive Black Holes
我们提出了一种新的选择技术，以确定强大的（$L_{\rm 500\,MHz}>10^{27}\,$ WHz $^{-1}$）射电星系走向再电离时代结束的结果。我们的方法是基于选择明亮的射电源显示无线电频谱曲率在最低频率（$\sim 100\,$ MHz）结合传统的昏暗$K-$波段高红移星系。这项技术是唯一可能的感谢银河系和银河系外的全天空默奇森宽场阵列（GLEAM）调查，为我们提供了20个通量测量整个$70-230\,$ MHz范围。对于这个试点项目，我们专注于GAMA 09领域，以展示我们的技术。我们目前的结果，我们的后续活动与甚大望远镜，澳大利亚望远镜紧凑阵列和阿塔卡马大型毫米阵列（ALMA），以定位主星系，并确定其红移。我们的四个候选高红移源，我们发现两个强大的无线电星系的$1<z<3$范围内，确认一个在$z=5.55$和提出一个非常试探性的$z=10.15$候选人。它们的近红外和射电特性表明，我们优先选择了一些最具射电发光的天体，这些天体由与$1<z<5$的强大射电星系非常相似的大质量星系所拥有。我们在$z>5.5$寻找强大射电星系的新选择和后续技术具有很高的$25-50\%$成功率。
2021-11-15 astro-ph.GA
Influence of supermassive primordial black holes on ultraviolet luminosity of high-redshift galaxies
本文通过MCMC分析JWST数据，发现超大质量原初黑洞（SMPBHs）能增强高红移星系紫外光度函数的亮端，从而解释JWST观测到的过量明亮星系。
2025-09-11 astro-ph.CO astro-ph.GA
Constraining the distribution of dark matter at the Galactic centre using the high-resolution Event Horizon Telescope
我们调查的约束条件的暗物质的分布在附近的银河系中心，最终可能达到与高分辨率事件视界望远镜（EHT）。真空中黑洞的阴影被用来生成一个玩具模型，描述暗物质如何影响位于银河系中心的超大质量黑洞阴影的大小。EHT的观测可能会限制暗物质分布的性质，使其在黑洞周围可能出现密度尖峰。目前由于望远镜的分辨率和恒星轨道分析的不确定性，人们无法辨别暗物质对阴影测量尺寸的影响。暗物质引起的阴影大小的变化可以被看作是广义相对论的任何测试中的额外不确定性，该测试依赖于使用阴影的角大小来估计黑洞的史瓦西半径。
2013-08-14 astro-ph.CO astro-ph.GA
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
Constraining a black hole companion for M87* through imaging by the Event Horizon Telescope
事件视界望远镜（EHT）是一个全球甚长基线干涉仪阵列，在1.3毫米波长处进行观测，探测到了M87超大质量黑洞（SMBH）的第一张图像。M87是室女座星系团中心的一个巨大椭圆星系，预计是通过星系团星系合并形成的。因此，M87* 通过动力学摩擦进行黑洞合并，并可能有一个或多个质量比低的双星伴星。我们发现，长期监测的M87 SMBH图像超过$\sim$ 1年，绝对位置精度为1 $\approxμas$可以检测到这样的二进制同伴，并排除大参数空间的半长轴（$a_0$）和质量比（$q$），这是目前不受限制。此外，M87* 周围存在的吸积盘排除了一个具有百万秒差距量级的$a_0\approx$的双星伴星，否则吸积盘就会被潮汐破坏。
2019-07-05 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-th
Supermassive Black Holes in X-rays: From Standard Accretion to Extreme Transients
本文综述了通过X射线观测研究超大质量黑洞的标准吸积与极端瞬变现象，涵盖AGN、TDEs、CLAGN和QPEs，并展望未来巡天将革新对黑洞增长的理解。
2025-03-28 astro-ph.GA astro-ph.HE
First M87 Event Horizon Telescope Results. IX. Detection of Near-horizon Circular Polarization
本研究首次利用EHT 2017年数据探测到M87黑洞近视界的圆偏振发射，通过多种成像方法测得低水平圆偏振，验证了GRMHD磁捕获吸积流模型，并指出法拉第转换是其主导产生机制。
2023-11-18 astro-ph.GA astro-ph.HE
Unique probe of dark matter in the core of M87 with the Event Horizon Telescope
我们展示了前所未有的能力的事件视界望远镜（EHT）图像的最里面的暗物质配置文件附近的超大质量黑洞在M87射电星系的中心。我们提出了第一个模型的同步辐射诱导的暗物质湮灭从一个尖峰的轮廓在附近的超大质量黑洞，占强引力透镜效应。我们的研究结果表明，EHT应该很容易解决暗物质尖峰，如果存在。此外，在尖峰辐射中，围绕着黑洞轮廓的光子环清晰可见，这将可观察到的小尺度结构引入到信号中。我们发现，暗物质引起的发射提供了一个足够的适合现有的EHT数据，这意味着除了喷流，一个暗物质尖峰可能占相当大的一部分毫米发射从最里面的（subparsec）区域的M87。无论如何，我们的结果表明，EHT可以探测非常弱的湮灭暗物质。目前的EHT观测已经限制了非常小的截面，对于10 GeV的候选者，通常低至几个10^{-31} cm^{3} s^{-1}，接近p波抑制湮灭的特征值。未来的EHT观测将进一步改善对DM情景的约束。
2018-01-30 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
