While the formation of the first black holes at high redshift is reasonably well understood though debated, massive black hole formation at later cosmic epochs has not been adequately explored. We present a gas accretion driven mechanism that can build up black hole masses rapidly in dense, gas-rich nuclear star clusters (NSCs). Wind-fed supra-exponential accretion of an initially wandering black hole in NSCs can lead to extremely fast growth, scaling stellar mass remnant seed black holes up to intermediate mass black holes (IMBHs). Operating throughout cosmic time, growth via this new channel is modulated by the gas supply, and premature termination results in the formation of lower mass black holes with masses in the range of 50 - few 100 solar masses, filling in the so-called mass gap. However, in most gas-rich NSCs, growth is unimpeded, inevitably leading to the formation of IMBHs with masses ranging from 100 - 100,000 solar masses. A spate of new detection spanning the full range of the IMBH mass function - from the LIGO-VIRGO source GW190521 to the emerging population of 10^5 solar mass black holes harbored in low-mass dwarf galaxies - are revealing this elusive population. Naturally accounting for the detected presence of off-center IMBHs in low-mass dwarfs, this new pathway also predicts the existence of an extensive population of wandering non-central black holes in more massive galaxies would be detectable via tidal disruption events and as GW sources. Gas-rich NSCs serve as incubators for the continual formation of black holes over a wide range in mass throughout cosmic time.
中等质量黑洞（Intermediate mass black hole，IMBH）是一种（到目前为止）难以捉摸的黑洞，预计位于$10^2-10^5\,M_{\odot}$范围内，介于已确定的恒星质量黑洞和${\gtrsim}10^6\,M_{\odot}$超大质量黑洞之间。根据各种理论模型的预测，IMBH是超大质量黑洞的潜在种子，并有望为一些最亮的核外X射线源提供动力。这篇简短的评论是在第12届国际弗拉斯卡蒂研讨会“高能宇宙源的多频行为”期间对IMBH的介绍和随后的讨论的结果。该手稿旨在提供一个简明和最新的审查不同的进化情景的创造IMBH。在整个文本中，我强调的重要性，识别和分类的IMBHS在我们的努力，以了解形成的超大质量黑洞和他们的共同进化与他们的主机星系。
On the relative CNO underabundance in quasar absorption systems at $z \sim 3$ arising from Population III enrichment and attenuation by intermediate-mass black holes and primordial baryon accretion
National Institute for Space Research (INPE), Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais（国家空间研究所）
A New Sample of $\sim$ 100 Intermediate-mass Black Holes Reaching $z \approx 1$
Yunnan Observatories, Chinese Academy of Sciences（中国科学院云南天文台）；Key Laboratory for Polar Science, Ministry of Natural Resources, Polar Research Institute of China（自然资源部极地科学重点实验室，中国极地研究中心）；Kavli Institute for Astronomy and Astrophysics, Peking University（北京大学科维理天文与天体物理研究所）；Department of Astronomy, School of Physics, Peking University（北京大学物理学院天文学系）；National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences（中国科学院国家天文台）；Department of Astronomy, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学天文学系）；Polar Research Institute of China（中国极地研究中心）
Repopulating the pair-instability mass gap without sustained growth to massive IMBHs: the case of 47\,Tuc
Northwestern University（西北大学）；NSF-Simons AI Institute for the Sky (SkAI)（NSF-Simons 天空人工智能研究所）；Cardiff University（卡迪夫大学）；Zentrum für Astronomie der Universität Heidelberg, Institut für Theoretische Astrophysik（海德堡大学天文学中心理论天体物理研究所）；ICREA（加泰罗尼亚高级研究学院）；Institut de Ciències del Cosmos (ICCUB), Universitat de Barcelona (IEEC-UB)（巴塞罗那大学宇宙科学研究所）；Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC)（加泰罗尼亚空间研究学院）
A Sample of Active Galactic Nuclei with Intermediate-mass Black Holes Extended to $z \approx$ 0.6
Yunnan Observatories, Chinese Academy of Sciences（中国科学院云南天文台）；Kavli Institute for Astronomy and Astrophysics, Peking University（北京大学科维理天文与天体物理研究所）；Department of Astronomy, School of Physics, Peking University（北京大学物理学院天文学系）；National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences（中国科学院国家天文台）；Departamento de Astronomía, Universidad de Chile（智利大学天文系）；Department of Physics and Astronomy, University of Missouri（密苏里大学物理与天文系）
Seeding High Redshift QSOs by Collisional Runaway in Primordial Star Clusters
我们研究如何失控的恒星碰撞高红移，贫金属星团形成非常大质量的恒星（VMSs），可以直接崩溃到中等质量的黑洞（IMBHs）。我们遵循一对相邻的高红移迷你晕的演化与高分辨率，宇宙学流体动力学放大模拟使用自适应网格细化代码RAMSES结合非平衡化学包KROME。第一个坍缩的小晕被认为是将另一个的中央核星团（NSC）富集到临界金属丰度，足以形成红移为$z\approx27$的星族II（Pop. II）恒星。使用的空间配置的扁平，不对称的气体云形成的核心的金属富集晕，我们设置的初始条件，模拟一个最初的非球形星团的直接求和代码NBODY6相比，约2000 NBODY6模拟球形星团的广泛的星团参数。最终形成的VMS的质量很大程度上取决于NSC的初始质量和初始中心密度。对于我们的RAMSES模拟建议的初始中心密度，质量> 400 M $_{\odot}$的VMS可以在恒星质量为$\approx10^4$ M $_{\odot}$的星团中形成，并且对于更大质量和更密集的星团，这可以增加到远超过1000 M $_{\odot}$。我们发现在这样一个早期的宇宙时间在这些小晕中形成VMS的概率很高，这使得Pop.II星团的碰撞失控成为产生大量高红移IMBH的一个有希望的通道，这些IMBH可能作为超大质量黑洞的种子。
Wandering intermediate-mass black holes and off-nuclear tidal disruption events from early star clusters
Carnegie Mellon University（卡内基梅隆大学）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Philipps Universität Marburg（马尔堡菲利普斯大学）；Rutgers, The State University of New Jersey（罗格斯大学）；Flatiron Institute（平顿研究所）；The University of Tokyo（东京大学）；Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe (WPI)（宇宙物理与数学研究 Kavli 研究所）
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。
