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
Updated Picture of the Active Galactic Nuclei with Dusty/Dust-free Gas Structures and Effects of the Radiation Pressure
该研究利用尘埃消光和柱密度区分AGN含尘与无尘气体,发现高爱丁顿比下二者覆盖因子均下降,并据此提出辐射压力等机制作用下的AGN气体结构新图景。
2024-06-13 astro-ph.GA
Infrared Spectral Energy Distribution and Variability of Active Galactic Nuclei: Clues to the Structure of Circumnuclear Material
活动星系核(AGN)现象是由超大质量黑洞吸积周围的气体和尘埃物质而产生的。红外波段提供了大部分信息来描述从星系到黑洞的尘埃结构,为黑洞的生长和宿主星系的演化提供了线索。在过去的几十年里,随着各种地面,空中和空间红外观测设施的调试,我们的解释活动星系核环核结构有了显着的进步,通过提高了解他们的尘埃排放量如何变化的波长函数,以及如何加热的尘埃结构响应的变化,从中央引擎释放的能量。在这篇综述中,我们总结了目前的观测知识的活动星系核红外宽波段光谱能量分布(SED)和红外时间变化的行为,涵盖了大范围的活动星系核的光度和红移,并讨论了一些一阶的洞察力的遮蔽结构和宿主星系的红外特性,可以通过整合相关的观测到一个相干的图片。
2022-05-27 astro-ph.CO astro-ph.GA
I Zw 1 and H0557-385: The Dusty Tori of Two High Eddington AGNs Observed in the MATISSE LM-Bands
University of Southampton(南安普顿大学);Université Côte d’Azur, Observatoire de la Côte d’Azur, CNRS, Laboratoire Lagrange(蔚蓝海岸大学、蔚蓝海岸天文台、法国国家科学研究中心、拉格朗日实验室);European Southern Observatory(欧洲南方天文台);Kyoto Sangyo University(京都产业大学)
通过高分辨率观测,研究发现高埃德蒙顿辐射 AGN 的尘埃环结构,揭示了风发射区域和方向的优先环形分布。
2025-01-17 astro-ph.GA
Hoyle-Lyttleton accretion on to black hole accretion disks with super-Eddington luminosity for dusty gas
研究了中心源为黑洞吸积盘的尘埃气体的Hoyle-Lyttleton吸积。通过求解运动方程,考虑到辐射力,这是衰减的灰尘吸收,我们揭示了稳定的结构,周围的中心物体的流动。我们发现,质量吸积率往往增加与流动的光学厚度的增加和气体可以吸积,即使盘的光度超过爱丁顿光度的尘埃气体,因为辐射力被削弱的衰减通过灰尘的吸收。当气体从旋转轴的方向流动时,对于具有$Γ^{'}=3.0$的盘,吸积率约为$τ_{\rm{HL}}=3.3$的Hoyle-Lyttleton吸积率的93%,对于$τ_{\rm{HL}}=1.0$为零,其中$Γ^{'}$是尘埃气体的爱丁顿比,$τ_{\rm{HL}}$是Hoyle-Lyttleton半径的典型光学厚度。由于沿盘面方向的辐射通量较小,辐射力不能阻止来自盘面附近方向的气体吸积。对于$τ_{\rm{HL}}=3.3$和$Γ^{'}=3.4$,虽然在$Θ=0$的情况下吸积是不可能的,但在$Θ=90$的情况下吸积率是Hoyle-Lyttleton的28%,其中$Θ$是气体来自的方向与盘的旋转轴之间的角度。我们还获得了相对较高的吸积光度,实现时的吸积率的盘到BH是通过考虑到辐射的影响的Hoyle-Lyttleton机制一致。这意味着在稠密的尘埃气体中运动的中等质量黑洞被认为是红外波段的发光物体。
2021-06-24 astro-ph.GA astro-ph.HE
Radiation-driven dusty outflows from early galaxies
The University of Tokyo(东京大学);Flatiron Institute(平顿研究所);Scuola Normale Superiore(比萨高等师范学院)
研究通过计算尘埃不透明度因子A,揭示了辐射驱动的尘埃喷流在高红移星系中对紫外亮星系的形成贡献。
2025-12-18 astro-ph.GA
Covering factors of the dusty obscurers in radio-loud and radio-quiet quasars
我们比较了射电噪和射电静类星体中环核尘埃遮蔽物的覆盖因子。射电强的类星体是由一个FR II类星体的样本所代表,该样本是通过将van Velzen等人选择的FR II射电源目录与SDSS DR 7类星体目录进行交叉匹配而获得的。从红移、黑洞质量和爱丁顿比等方面比较了FR II类星体和与之匹配的射电宁静类星体的覆盖因子。我们发现,覆盖因子,代理的红外辐射热光度比,平均略小于FR II类星体比射电宁静类星体,然而,这种差异是统计上显着的最高爱丁顿比。对于这两个样本,没有统计学意义的依赖性的一个中位数覆盖因子的爱丁顿比,黑洞质量,也没有红移可以声称。
2016-08-13 astro-ph.GA astro-ph.HE
BASS XLII: The relation between the covering factor of dusty gas and the Eddington ratio in nearby active galactic nuclei
本研究利用549个邻近硬X射线选AGN样本,以红外与热光度比作为覆盖因子代理,发现覆盖因子随爱丁顿比增加而减小,并支持辐射调控的SMBH增长模型。
2023-11-11 astro-ph.GA astro-ph.HE
The role of infrared radiation pressure in shaping dusty winds in AGN
在秒差距尺度上对活动星系核红外辐射起主导作用的尘埃风的探测揭示了基于尘埃气体环形分布的传统辐射转移模型的局限性。一种新的、更复杂的动力学结构正在出现,必须严格评估这种尘埃风的物理起源。我们提出了一个半解析模型来检验由活动星系核和加热的尘埃本身发射的辐射加速尘埃风的假设。该模型由活动星系核和红外辐射尘埃盘组成,后者是外流的主要质量库。我们计算了在这种环境中的尘埃气体团的轨迹,占重力和活动星系核辐射以及热尘埃气体云本身的再辐射。我们发现,形态包括一个磁盘的材料,轨道与子开普勒速度和双曲面极风发射的尘埃盘的内边缘。这是一致的高角分辨率红外和亚毫米观测的一些地方塞弗特活动星系核。风的强度和方向取决于爱丁顿比和尘埃团的柱密度,这与建议的辐射调节遮蔽模型的X射线遮蔽材料周围活动星系核。
2020-07-27 astro-ph.GA
Monitoring the temperature and reverberation delay of the circumnuclear hot dust in NGC 4151
位于活动星系核宽线区外缘的热尘埃环是活动星系核统一模型的基本组成部分。虽然在pc尺度半径的活动星系核周围存在环核尘埃已经被广泛接受,但关于这些尘埃环的起源、演化和长期稳定性的问题仍然没有解决。我们使用混响映射的热环核尘埃在塞弗特1星系NGC4151,监测其温度和混响滞后的变化吸积盘亮度的函数。从2010年1月到2014年6月,我们在z,Y,J,H和K波段对NGC 4151的核进行了29个时期的多波段,多时期光度观测,得到了新的近红外和光学光谱观测的支持,并存档了WISE数据。在我们的数据中,我们没有看到由于升华而导致的尘埃破坏的迹象,因为它们表明,在观测期间,与大量吸积盘通量增加直接相关的热尘埃混响延迟没有增加。相反,我们发现NGC 4151中的热尘埃似乎只是升温,热尘埃温度密切跟踪吸积盘光度的变化。我们发现,在2010年的t = 42.5 +/-4.0天到2013 - 2014年的t = 29.6 +/-1.7天的观察期内,混响延迟有所减少。这种在较长时间尺度上变化的混响半径可以解释活动星系核周围尘埃的半径-光度关系中所观察到的内禀散射。我们的观测排除了第二个,更大的尘埃成分在100光日半径内的来源,显着贡献了观测到的近红外线通量在这个星系。
2015-04-27 astro-ph.GA
The Galaxy Activity, Torus and Outflow Survey (GATOS): II. Torus and polar dust emission in nearby Seyfert galaxies
我们比较了中红外和ALMA远红外图像的12个附近的西弗特从GATOS选择。在大多数星系中,中红外未分辨辐射占核辐射的60%以上。相比之下,ALMA 870微米连续谱发射大部分被解析,并且通常沿着环赤道方向(Paper I,Garcia-Burillo等人,2021)。根据模拟,一半样本的爱丁顿比和核氢柱密度NH有利于发射极地和/或赤道尘埃风。六个显示中红外扩展发射在极方向跟踪的NLR和垂直于ALMA发射。在少数情况下,核NH可能太高,无法沿极地方向抬升大量尘埃物质。有五个星系的NH和/或爱丁顿比率较低,因此极尘风是不可能的。我们生成新的CAT 3D-WIND盘风模型图像。在低的风盘云比的远红外模式图像有盘状和环状的形态。在中高倾角的远红外波段,对于扩展风配置,与沙尘风相关的X形被看到得更好。在大多数模型中,中红外辐射来自盘/锥的内部。扩展的双圆锥形和单侧极地中红外辐射被认为是在扩展风配置和风盘云的高比率。当卷积到我们的分辨率时,模型图像再现了观察到的形态的定性方面。低中间风盘比需要占未解决的中红外发射的大部分。这项工作和文件我提供观测支持的环面+风的情况。风分量是更相关的高爱丁顿比和/或活动星系核的光度,和极地尘埃排放的NH高达$10^{24}$厘米$^{-2}$预测。另一方面,环面/盘分量在低光度和/或爱丁顿比下占优势。(节录)
2021-07-02 astro-ph.GA
Dusty winds clear JWST super-early galaxies
JWST发现了一些超早期(红移$z>10$)的蓝色星系,要求这些系统基本上是无尘的,尽管它们的恒星质量很大。一个可能的解释是,尘埃是由辐射驱动的外流疏散。我们测试这个假设推导爱丁顿比$λ_E=L_{\rm bol}/L_{E}$,其中$L_{\rm bol}$是恒星形成和可能的黑洞吸积产生的热光度,在$6.5< z <16$的134个星系。我们发现$λ_E$和尘埃紫外光学深度$τ_{1500} \propto λ_E^{-0.63}$之间存在很强的反相关性;此外,$λ_E$随着红移而增加。我们证实,星系超过一个特定的恒星形成率${\rm sSFR} > 13\, \rm Gyr^{-1}$发展强大的外流清除星系的尘埃。这一结果得到了ALMA尘埃连续非检测在三个超早期系统的支持。
2023-01-25 astro-ph.GA
Dense nitrogen-enriched circumnuclear region of the new high-redshift quasar ULAS J0816+2134 at z=7.46
我们提出了新的高红移类星体ULAS J081621.47+213442.6的0.85-2.5微米发现光谱和多历元测光使用的GNIRS光谱仪的双子座北和近红外宽视场相机的4米UKIRT望远镜。从MgII 2799发射线测量的ULAS J081621.47+213442.6的红移为z=7.461。类星体的绝对星等是M1450=-25.33。利用MgII 2799线和爱丁顿吸积率估计的黑洞质量分别为~ 5 × 10^8 Msun和~0.7。ULAS J081621.47+213442.6的光谱显示出约12.5 A的静止帧等效宽度的强NIII] 1750发射线。氮的高丰度表明ULAS J081621.47+213442.6可能处于渐近巨星分支星的环核区域氮富集的峰值,预计在大部分恒星形成后约为0.25 Gyr。由高氮丰度所暗示的ULAS J081621.47+213442.6的星暴年龄表明,类星体的黑洞生长的活跃阶段可能只持续了约0.25 Gyr,这有利于一个巨大的初始黑洞种子。我们还观察到ULAS J081621.47+213442.6的紫外连续谱的通量变化,这是由视线吸收柱密度在~47 d的静止帧时间尺度上的变化引起的。造成这种变化的气体云的氢柱密度估计为N~10^{23.5} cm^{-2},与类星体宽线区大多数中性、受引力束缚的云的典型氢柱密度一致。
2022-12-12 astro-ph.GA
Disentangling the circumnuclear environs of Centaurus A: Gaseous Spiral Arms in a Giant Elliptical Galaxy
利用亚毫米波阵列(SMA)对最近的巨型椭圆星系NGC 5128(半人马座A)的中心3弧分(3 kpc)进行的高分辨率12 CO(2-1)观测,我们报道了最近形成的气体和尘埃盘中螺旋臂的存在。这提供了证据表明,如果有足够的冷气体存在,螺旋状的特征可以在椭圆星系中发展。我们阐明了分子气体在该区域的分布和运动学的分辨率为4.4 × 1.9(80 pc × 40 pc)。旋臂从环核气体以200秒差距的半径延伸到至少1千秒差距。旋臂的一般性质与旋涡星系相似:它们是拖尾的,宽度为\sim 500 \pm 200 pc,俯仰角为20度。根据对富HI星系合并发生时间的独立估计,我们推断旋臂的形成发生在小于\sim 10 ^8年的时间尺度上。螺旋臂的形成增加了气体密度,从而在盘形成的早期阶段提高了恒星形成的效率。
2012-08-02 astro-ph.CO astro-ph.GA
The picture of BLR in 2.5-D FRADO: Dynamics & Geometry
活动星系中宽线区(BLR)的动力学是一个悬而未决的问题,直接的观测约束表明主要是开普勒运动,可能有流入或流出的痕迹。本文详细研究了Czerny & Hryniewicz(2011)基于吸积盘(AD)表面尘埃辐射压的BLR模型.在这里,我们认为一个非流体动力学的方法来从整个AD辐射的影响下的尘埃云的动力学。我们在这里使用的尘埃不透明度的现实描述,我们介绍了两个简单的几何模型的本地屏蔽的尘埃云。结果表明,作用在尘埃云上的辐射压足够强,可以导致从AD表面的动力外流,因此BLR具有外流的动力学特征(大部分是失败的)。动力学强烈地依赖于源的爱丁顿比。大爱丁顿比源显示出复杂的速度场和大的垂直速度相对于AD表面,而对于较低的爱丁顿比源的垂直速度是小的,大部分的排放起源接近AD表面。因此,云动力学决定了BLR的三维几何形状。
2021-07-12 astro-ph.GA astro-ph.HE
Destruction and multiple ionization of PAHs by X-rays in circumnuclear regions of AGNs
多环芳烃(PAHs)的红外特征在包括活动星系核(AGN)环核介质在内的多种天体中都有观测到。这些是高能光子(0.2至10 keV)的来源,使多环芳烃暴露在恶劣的环境中。在这项工作中,我们实验研究了萘(C $_{10}$ H $_{8}$),蒽(C $_{14}$ H $_{10}$),2-甲基-蒽(C $_{14}$ H $_{9}$ CH $_{3}$)和芘(C $_{16}$ H $_{10}$)与275,310和2500 eV光子相互作用时的光电离和光稳定性。这些测量是在巴西同步加速器光实验室使用飞行时间质谱法(TOF-MS)进行的。我们确定了绝对光电离和光解截面作为入射光子能量的函数;单,双和三重电荷离子的生产率;和周围区域AGN的分子半衰期。即使考虑到中等的X射线光学深度值($τ= 4.45$),由于衰减的尘埃环面,半衰期是不够长,以考虑PAH检测。我们的研究结果表明,一个更复杂的多环芳烃和尘埃颗粒之间的相互作用,应该存在,以规避分子破坏。通过将PAH碳骨架N $_C$的大小从10增加到16,我们看不到半衰期值的任何显著差异。然而,我们发现,多个光电离率显着大于单一的,无论活动星系核的来源。我们认为,由X射线引起的多电荷离子的富集可以发生在活动星系核中。
2019-04-15 astro-ph.GA
A Precision Measurement of the Mass of the Black Hole in NGC 3258 from High-Resolution ALMA Observations of its Circumnuclear Disk
我们提出了$\sim0.10^{\prime\prime}-$分辨率阿塔卡玛大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)CO(2 $-$ 1)的弧秒尺度($r \approx 150$ pc)尘埃分子盘在巨大的椭圆星系NGC 3258的成像。这些数据提供了前所未有的分辨率的冷气盘运动学的动态范围内的影响力的超大质量黑洞,揭示了准开普勒中心增加预计旋转速度从280公里秒$^{-1}$在磁盘的外缘$>400$公里秒$^{-1}$附近的磁盘中心。我们构建动态模型的旋转磁盘和适合束拖尾模型CO线轮廓直接ALMA数据立方体。我们的模型包含了平盘和倾斜环盘,它们更好地拟合了NGC 3258中的轻度翘曲结构。我们发现,异常的角分辨率的ALMA数据使得它可以推断主机星系的质量分布在$r=150$ PC内仅从ALMA CO运动学,而不依赖于光学或近红外成像数据来确定恒星质量分布。因此,我们的模型避免了星系中心区域大量尘埃灭绝导致的黑洞质量的任何不确定性。最佳模型拟合产生$M_\mathrm{BH} = 2.249\times10^9$ $M_\odot$,统计模型拟合不确定度仅为0.18%,模型构建各个方面的系统不确定度为0.62%,距离NGC 3258的不确定度为12%。这一观测结果表明ALMA在包含环核气体盘的早型星系中进行高精度$M_\mathrm{BH}$测量的全部潜力
2019-06-14 astro-ph.GA
Dust masses, compositions, and luminosities in the nuclear disks and the diffuse circumnuclear medium of Arp220
我们提出了一个分析的4-2600 $μ$ m的光谱能量分布(SED)的西部和东部的核和漫红外(IR)区域的合并驱动的星暴Arp 220。我们研究了几种可能的来源形态和尘埃温度分布使用硅酸盐和碳质颗粒的混合物。从适合的SED,我们得到尘埃质量,温度,光度和尘埃推断的气体质量。我们发现,西部和东部的核是由中央源深深笼罩在$\sim 10^{26}$厘米$^{-2}$柱密度的氢指数密度分布,并在西部和东部的核光学厚出波长的$\sim 1900$和$\sim 770$ $μ$米,分别。从我们的分析中无法确定中心来源的性质。我们推导出恒星形成率或黑洞质量需要电源的红外发射,并表明,[C II] 158 $μ$ m线不能被用作示踪剂的恒星形成率在严重遮蔽的系统。尘埃推断的气体质量大于从CO观测中推断的气体质量,这表明尘埃与H的质量比更大,或者存在无法从CO观测中推断的隐藏原子H。每单位质量的核光度是$\sim 450$,以太阳为单位,小于光学厚的恒星形成区的$\sim 1000 - 3000$的爱丁顿极限,这表明观测到的气体外流主要是由恒星风和超新星冲击波驱动的,而不是尘埃上的辐射压力。
2020-08-10 astro-ph.GA
Radiation pressure-driven outflows from dusty AGN
吸积超大质量黑洞辐射压驱动的外流是活动星系核反馈的重要组成部分。有效的爱丁顿限制,根据尘埃的辐射吸收,而不是电子散射,揭示了活动星系核的吸收柱密度$N_{\mathrm{H}}$作为爱丁顿分数$λ_{\mathrm{Edd}} = L_{\mathrm{bol}}/L_{\mathrm{Edd}}$的函数,其中缺乏的对象被认为是在该区域的有效限制被超过的平面。在这里,我们进行辐射模拟,使用云代码推导出辐射力施加到尘埃气体在核和比较重力揭示流出区域和它的边界与长寿命的吸收云。我们还研究了外流条件是如何影响各种活动星系核和尘埃的性质和分布。正如预期的那样,尘埃丰度对$N_{\mathrm{H}} - λ_{\mathrm{Edd}}$图的影响最大,因为丰度越高,辐射反馈越有效,而尘埃气体壳层的内半径,壳层宽度和活动星系核光谱形状的影响相对可以忽略不计。其他中心质量的存在,如核星团,也会使反馈的有效性降低。活动星系核的光谱能量分布依赖于黑洞的质量和自旋。虽然AGN SED对图的影响相对较小,但来自黑体吸积盘的电离紫外光子的分数受黑洞质量的影响比自旋的影响更大,并且可以影响辐射压力的效率。
2022-10-19 astro-ph.GA astro-ph.HE
Subparsec-scale dynamics of a dusty gas disk exposed to anisotropic AGN radiation with frequency-dependent radiative transfer
研究了活动星系核尘埃升华半径附近的气体动力学。为此,我们对质量为$10^{7}\,\mathrm{M_{\odot}}$的超大质量黑洞周围半径为$\approx 1\,\mathrm{pc}$的尘埃气体盘进行了轴对称辐射流体力学模拟,考虑了(1)吸积盘的各向异性辐射,(2)日冕的X射线加热,(3)尘埃再发射的红外光子的辐射转移,(4)直接辐射和红外辐射的频率依赖性,(5)气尘分离温度。结果发现,对于爱丁顿比$\approx 0.77$,一个近中性的,致密的($\approx 10^{6\operatorname{-}8}\;\mathrm{cm^{-3}}$),几何薄($h/r<0.06$)盘形式与高速($\approx 200 \sim 3000\;\mathrm{km/s}$)尘埃流出从盘表面发射。盘的温度由X射线加热和各种冷却之间的平衡决定,盘几乎由热压力支撑。与\citet{krolik07:_agn}相反,红外光子的辐射压力并不能有效地加厚圆盘,而是压缩圆盘。因此,只要艾丁顿比很高,辐射支撑的、几何厚度的、模糊的环面似乎很难在尘埃升华半径附近形成($\sim 1$)。质量流出速率为$0.1\;\mathrm{M_{\odot}}/\mathrm{yr}$,流出物的柱密度为$N_{\mathrm{H}}\lesssim 10^{21}\;\mathrm{cm^{-2}}$。…
2016-04-12 astro-ph.GA astro-ph.HE
Infra-Red Emission from Cold Gas Dusty Disks in Massive Ellipticals
椭圆星系的预期红外输出是什么?在这里,我们报告了这项高时间分辨率(~10年)和高空间分辨率(中心为2.5秒差距)研究中获得的最新发现。我们在MACER代码中加入了一组颗粒物理学,包括(a)被动恒星演化中产生的尘埃颗粒;(b)碰撞和粘附导致的尘埃颗粒生长;(c)热溅射导致的颗粒破坏;(d)尘埃通过非弹性碰撞冷却热气体;以及(e)尘埃颗粒上的辐射压力。代码的改进使我们能够分析尘埃对金属耗尽和活动星系核遮蔽的影响,并评估模拟星系的红外输出。我们模拟了一个有代表性的大质量椭圆星系的中心恒星速度色散~ 260公里/秒和适度的旋转。我们发现:(1)环核盘(尺寸小于~ 1 kpc)在其外部区域是尘埃的,大多数金属以尘埃颗粒的形式存在,而在盘的内部,大多数尘埃颗粒被活动星系核的辐射破坏:(2)尘埃盘对于盘内的星光和来自中心活动星系核的辐射来说都是光学厚的。尘埃的红外辐射主要来自于活动星系核的辐射。(4)活动星系核活动、恒星形成和尘埃红外光度的占空比与观测结果基本一致,例如:在其生命的大部分时间里,模拟的星系是一个典型的“静止”椭圆星系,其L_{IR} ~ 1 e 11 * L_{solar},而在中心爆发期间,恒星形成率可超过250 M_{solar} /年。
2020-08-17 astro-ph.GA
The optical polarization signatures of fragmented equatorial dusty structures in Active Galactic Nuclei
如果在活动星系核(AGN)的最内部区域周围存在一个模糊的环核区域已经被观测证实,它的几何形状仍然非常不确定。这一区域通常采用的形态是环形结构,但其他替代方案,如喇叭形圆盘,可以很好地代表赤道外流。这两种几何结构通常提供非常相似的光谱特征,即使它们是在碎裂的假设下建模的。在这个课堂讲稿中,我们将展示两个模型,无论是圆环还是张开的圆盘,所得到的偏振特征是完全不同的。我们使用一个辐射转移代码,计算2000 - 8000埃的两种形态在cloudless环境中的偏振,并表明,不同的尺寸的环形区域上产生的偏振有很深的影响,而耀斑光盘的偏振是独立的外半径。cluristic喇叭形光盘也产生更高的偏振度(约10%,最好的)与高度可变的偏振位置角。
2015-10-07 astro-ph.GA astro-ph.HE
Radiative hydrodynamical simulations of super-Eddington accretion flow in tidal disruption event: the accretion flow and wind
本研究通过辐射流体动力学模拟探究潮汐瓦解事件中回落碎片的吸积比例,发现不同质量黑洞的吸积率存在差异,且超爱丁顿阶段均会产生高速高功率风,为研究风与核周介质的相互作用提供了依据。
2023-06-07 astro-ph.GA astro-ph.HE
Eddington-Limited Accretion in z~2 WISE-selected Hot, Dust-Obscured Galaxies
热,尘埃模糊星系,或“热狗”,是一种罕见的,尘埃,超亮星系人口发现的智慧任务。主要是在红移2-3,它们包括宇宙中最明亮的已知星系。它们的高光度可能来自于高度遮蔽的超大质量黑洞(SMBH)的吸积。我们利用Keck/MOSFIRE和Gemini/FLAMINGOS-2对5个z~2热犬的SMBH质量进行了初步测量。我们检测到广泛的H_α发射在所有五个热狗。我们发现这些热DOG(~ 10^{9} M_sun)的相应SMBH质量,它们的爱丁顿比接近于1。这些z~2的热狗是在给定黑洞质量下最亮的活动星系核,这表明它们以黑洞的最大速率吸积。已知的z~6类星体也有类似的性质。我们的研究结果是一致的情况下,热狗代表一个过渡,高吸积阶段之间的模糊和清晰的类星体。热DOG可能标志着红类星体和光学类星体阶段之前的一个特殊的演化阶段,它们可能存在于其他宇宙时代。
2017-12-06 astro-ph.GA
Circumnuclear Dust in Luminous Early-Type Galaxies -- I. Sample Properties and Stellar Luminosity Models
本研究为26个大质量亮早型星系补充新高分辨率HST图像,用多高斯展开构建恒星光度模型,以提升黑洞质量测定精度,完善大质量黑洞统计并检验标度关系,同时发现环核盘近红外光学厚且多与恒星测光轴对齐。
2024-07-10 astro-ph.GA
Resolving the sub-parsec circumnuclear density profiles of quiescent galaxies: Evidence for Bondi accretion flows in tidal disruption event hosts
International Centre for Radio Astronomy Research – Curtin University(国际射电天文中心 - 科廷大学);School of Natural Sciences, Institute for Advanced Study(自然科学与高级研究院)
通过无线电观测TDE,研究发现其宿主星系的核区密度分布与Bondi吸积流一致,为约束静默SMBHs的亚秒级密度分布提供了新方法。
2026-03-05 astro-ph.GA astro-ph.HE
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
Formation of dust clumps in the torus of active galactic nuclei
Zhejiang University(浙江大学);Huazhong University of Science and Technology(华中科技大学)
本文提出了一种解释活动星系核尘埃环形成的新模型,通过热不稳定性和辐射力平衡解释尘埃团块的形成及分布。
2026-03-06 astro-ph.GA astro-ph.HE
The extreme properties of the nearby hyper-Eddington accreting Active Galactic Nucleus in IRAS 04416+1215
在以极端爱丁顿速率吸积的超大质量黑洞中,吸积流和X射线发射等离子体的物理性质仍然非常不清楚。在这里,我们提出了对2020年进行的超爱丁顿塞弗特1星系IRAS 04416+1215的同时XMM-牛顿和NuSTAR观测的分析。这些观测的主要目标是研究X射线日冕的性质,以及吸积流和环核环境的结构,在这个制度的极端吸积。IRAS 04416+1215是本宇宙中爱丁顿比($λ_{\rm Edd}\simeq 472$)最高的星系之一。它显示了一个有趣的光谱形状,与标准窄线塞弗特1星系的光谱非常相似,存在由三个阶段组成的多相吸收结构,其最小和最大距离的估计表明了两种不同的解释,一种与三个X射线风是同空间的一致,并且可能由磁流体动力学过程驱动,另一个与多相风也是多尺度的相一致。IRAS 04416+1215的X射线光谱也有一个突出的软过剩分量和一个由反射分量主导的硬X射线发射。此外,我们详细的光谱分析表明,IRAS 04416+1215具有NuSTAR迄今为止测量的最低日冕温度($kT_e=3-22$ keV,取决于模型)。这与混合日冕等离子体是一致的,在混合日冕等离子体中,由于非热电子的能量分布的高能量尾部,主要的连续发射由对产生驱动。
2021-10-26 astro-ph.GA astro-ph.HE
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
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
ALMA imaging of the cold molecular and dusty disk in the type 2 active nucleus of the Circinus galaxy
我们的目标是阐明最近的2型活动星系之一的核中的分子材料的物理性质和运动学。为此,我们获得了高角分辨率ALMA观测的圆规星系核。观测结果分别以~3.8pc和~2.2pc的空间分辨率绘制了350 GHz和690 GHz的发射图。连续辐射的痕迹冷($T\lesssim100$ K)尘埃在一个环核盘与螺旋臂的规模为25 pc,加上一个勉强解决核发射峰。后者并不像早期ALMA观测所声称的那样在极方向上延伸。350 GHz辐射中有相当一部分(约40%)与灰尘无关,而很可能是自由辐射。我们检测CO(3-2)和CO(6-5)以及HCO $^+$(4-3)、HCN(4-3)和CS(4-3)。CO的排放是延长的,显示出螺旋模式,类似于延长的粉尘排放。朝向核,CO被激发到更高的跃迁,并且其发射是自吸收的,导致在CO(3-2)中而不是CO(6-5)发射中的明显空穴。另一方面,高气体密度示踪剂HCO $^+$、HCN和CS在原子核处显示出强的但未分辨的(($\lesssim4$ pc)发射浓度,指向非常小的“环面”。的运动学是占主导地位的旋转和点在一个几何薄盘下降到我们的观察分辨率极限。与其他几个活动星系核相比,没有发现HCN对核的增强。因此,Circinus的核心至少由两个不同的组成部分组成:(1)光学上薄的,温暖的电离气体流出,包含尘埃云;(2)冷分子和尘埃盘。这些发现支持了活动星系核中遮蔽结构的最新辐…
2022-06-01 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
Redefining the torus: A unifying view of AGN in the infrared and sub-mm
高角分辨率红外和亚毫米干涉测量技术的出现,使得对活动星系核(AGN)(通常称为“环面”)的秒差距尺度环境进行空间分辨观测成为可能。“虽然分子线显示存在大而重的圆盘,但红外观测似乎由强极性成分主导,被解释为尘埃风。本文的目的是使用AGN在每个波段和一组简单的物理原理共享的特性,形成一个统一的观点,这些看似矛盾的意见:尘埃分子气体流量从银河系尺度的~100秒差距的亚秒差距环境通过磁盘小到中等规模的高度。由于红外辐射压力,盘的热的内部部分膨胀,并从黑洞的引力势中释放出大量流入的气体,为AGN的辐射压力驱动的风提供了条件。尘埃风以大约0.1-100 $M_\odot$ /年的速率向星系反馈质量,这取决于活动星系核的光度和爱丁顿比。活动星系核统一所需的角度相关遮蔽是由圆盘、风和风发射区的组合提供的。
2019-09-18 astro-ph.GA
The detections of inflowing gas from narrow absorption lines at the parsec scale
在尘埃环和较小尺度下的入流是研究超大质量黑洞吸积过程的关键。然而,只有少数情况下,流入的气体在小尺度上已报告通过红移宽吸收线到目前为止。本文报道了$\rm Mg^+$离子的9条红移窄吸收线,它们的入流速度为1071 - 1979 km/s,很可能沿着靠近吸积盘轴的方向。类星体显示流入镁II NALS平均略小于爱丁顿比相比,流出镁II NALS的来源。探测到的NAL的位置上限是在秒差距尺度,周围的距离尘埃环中央SMBH。这些下落的NAL的一个可能来源是来自尘土飞扬的环面。当然,这些下落的NAL也可以用活动星系核(AGN)喷流与星际介质非线性相互作用产生的混沌冷吸积来解释,这些冷的气体团可能最初沉淀在AGN喷流喷出物抬升的富金属尾流中。因此,下落的NAL可以提供活动星系核反馈过程中冷气体沉淀和吸积的直接证据,并提供沿类星体喷流方向和秒差距尺度流入气体的直接证据。无论这些下落的NAL是来自尘埃环面还是活动星系核喷流与ISM的相互作用,下落的NAL都不能提供足够的燃料来驱动类星体。
2021-12-14 astro-ph.GA
AGN radiative feedback in the early growth of massive black holes
越来越多的观测证据证实了大质量黑洞($M_{BH} \sim 10^9 M_{\odot}$)的存在,在早期宇宙中以接近爱丁顿极限的速率吸积,具有非常高的红移($z \gtrsim 6-7$)。最近的观测表明,第一类类星体的宿主星系是化学演化的系统,含有大量的尘埃。这种高亮度和大量尘埃含量的组合应该形成辐射尘埃反馈的有利物理条件。我们探讨了由尘埃辐射压力驱动的活动星系核(AGN)反馈对大质量黑洞早期生长的影响。假设Eddington限制指数黑洞增长,我们发现,动力学和能量的辐射压力驱动的外流也遵循指数趋势在后期。我们得到适度的流出能量(动量通量$\dot{p} \lesssim L/c$和动能功率$\dot{E}_{k} \lesssim 10^{-3} L$),与现有的观测类星体驱动的流出在非常高的红移,但显着低于通常观察到的本地类星体和预测的风能驱动的模型。活动星系核的辐射尘埃反馈因此可能在早期宇宙中第一类类星体的星系外流中发挥重要作用。
2019-09-23 astro-ph.GA astro-ph.HE
A novel sub-grid model for super-Eddington accretion of spinning black holes in galaxy-scale simulations
ETH Zürich(苏黎世联邦理工学院);University of Oxford(牛津大学);University of Zurich(苏黎世大学);University of Geneva(日内瓦大学);Università degli Studi dell’Insubria(因斯布鲁克大学);Ludwig-Maximilians-Universität München(慕尼黑大学)
本研究提出了一种新型子网格模型,用于模拟银河尺度中自转黑洞的超埃登顿吸积过程,通过自洽的自转演化方案和吸积盘结构,探讨了角动量偏移对超埃登顿吸积的影响。
2025-12-23 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
High Star Formation Rates of Low Eddington Ratio Quasars at $z\gtrsim6$
最近的模拟研究表明,超大质量黑洞(SMBH)在早期宇宙中的增长可能先于其宿主星系内的长期激烈的恒星形成,而不是类星体出现在模糊的尘埃恒星形成阶段之后。如果是这样的话,那么在恒星形成速率(SFR)为$>100~M_{\odot}$ yr $^{-1}$的活跃恒星形成宿主中就会发现具有低爱丁顿比($λ_{\rm Edd}$)的高红移类星体。我们提出了亚毫米观测IMS J2204+0112,一个暗淡的类星体的热光度的$L_{\rm bol}=4.2\times10^{12}~L_{\odot}$和低$λ_{\rm Edd}$只有0.1的$z\sim6$,进行了与阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)。从它的亚毫米通量,我们测量的静止帧远红外(FIR)光度的$L_{\rm FIR}=(3$ - $4)\times10^{12}~L_{\odot}$。有趣的是,衍生的宿主星系的SFR是$\sim500$ -- $700~M_{\odot}$ yr $^{-1}$,比具有高$λ_{\rm Edd}$的$L_{\rm bol}$匹配的$z\gtrsim6$类星体高一个数量级。文献中也发现了五个$z\gtrsim6$低$λ_{\rm Edd}$类星体($λ_{\rm Edd}<0.2$)的类似FIR超调现象.我们表明,整体的SFR,$M_{\rm BH}$,和$λ_{\rm Edd}$分布的这些…
2019-05-29 astro-ph.GA
Direct Numerical Simulation of Radiation Pressure-Driven Turbulence and Winds in Star Clusters and Galactic Disks
年轻恒星辐射产生的压力可能是形成星团和星暴星系盘的重要反馈机制。然而,在这些高光学深度环境中,辐射如何有效地耦合到物质上存在很大的不确定性。特别是,目前还不清楚辐射会产生什么程度的湍流,以及被尘埃不透明捕获的红外辐射是否会引起重质量风。在本文中,我们报告了一系列的二维通量限制扩散辐射流体动力学计算与代码ORION中,我们驱动强辐射通量通过列的尘埃物质的重力约束。我们认为这两个系统中的辐射通量是亚爱丁顿整个气柱,并在中面是超爱丁顿,但亚爱丁顿在大气中。在后者中,我们发现,辐射-物质相互作用引起辐射驱动的瑞利-泰勒不稳定性,驱动超声速湍流的水平足以充分解释在银河系原星系团气体云的湍流,并作出重要贡献的湍流观察星爆星系盘。然而,不稳定性也会产生一个通道结构,其中辐射-物质相互作用减少,因为辐射场没有被完全捕获。对于与形成星团和星暴星系相关的天体物理参数,我们发现这种效应使尘埃气体中的净动量沉积率比简单的分析估计降低了2-6倍,并且在稳态下爱丁顿比达到统一,并且没有强风。我们提供了一个近似公式,适用于实施的分析模型和非辐射模拟,在这个制度的红外辐射场所施加的力。
2012-10-20 astro-ph.CO 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
BASS XXX: Distribution Functions of DR2 Eddington-ratios, Black Hole Masses, and X-ray Luminosities
我们确定的低红移X射线光度函数(XLF),活动黑洞质量函数(BHMF),和爱丁顿比分布函数(ERDF)的未遮蔽(1型)和遮蔽(2型)活动星系核(AGN)使用前所未有的光谱完整性的BAT AGN光谱巡天(BASS)数据发布2。除了一个简单的1/Vmax的方法,我们还计算的内在分布,占样本截断采用前向建模的方法来恢复所观察到的BHMF和ERDF。由于之前的BHMF和ERDF仅针对明亮的宽线(1型)活动星系核和/或类星体的样本进行了稳健的确定,因此我们的BHMF和ERDF是第一个直接观测约束的2型活动星系核的BHMF和ERDF。我们发现,在考虑所有观测偏差后,2型活动星系核的内在ERDF比1型活动星系核的内在ERDF明显偏向于较低的爱丁顿比。这一结果支持辐射调节统一的情况下,辐射压力决定了周围的活动星系核的尘埃遮蔽结构的几何形状。在两个单独的质量箱中计算ERDF,我们验证了导出的形状是一致的,验证了ERDF(形状)是质量无关的假设。我们报告的本地活动星系核占空比作为质量和爱丁顿比的函数,通过比较BASS活动BHMF与本地质量函数的所有SMBH。我们还提出了日志N日志S的Swift-BAT 70个月的来源。
2022-02-06 astro-ph.GA astro-ph.HE
The dusty heart of Circinus II. Scrutinizing the LM-band dust morphology using MATISSE
本文基于MATISSE首次对Circinus进行LM波段干涉观测,揭示了薄侧向圆盘与点源结构,确认其高遮蔽特性符合活动星系核统一模型,并通过改进辐射传输模型验证了辐射驱动喷泉模型。
2023-09-14 astro-ph.GA
3-D Radiative Transfer Calculations of Radiation Feedback from Massive Black Holes: Outflow of Mass from the Dusty "Torus"
观测和理论论证表明,活动星系核的质量外流中携带的动量可以达到L / c的几倍,相当于每年数百个太阳质量的外流率。单靠管线上的辐射压力可能不足以提供这种动量沉积,而尘埃核气体中再处理的红外辐射的转移被假定可以提供额外的增强。然而,这种机制的功效将对多维效应敏感,例如,再处理的辐射优先沿着低柱密度的视线逃逸的趋势。本文用Monte Carlo辐射转移方法计算了在离吸积超大质量黑洞约10秒差距范围内的尘埃气体所受的辐射力。我们计算的净速率的动量沉积在周围的气体和估计的质量损失率在由此产生的外流作为立体角的函数不同的黑洞亮度,视线平均柱密度,聚集参数,和开角的尘埃气体。我们发现,这些尘埃驱动的风携带1-5倍L / c的动量通量,对应于一个10^8太阳质量的黑洞在爱丁顿极限或其附近辐射时每年10-100个太阳质量的质量损失率。这些结果有助于解释超高速星系团中高速分子和原子外流的起源,并为包括活动星系核反馈在内的星系演化的数值模拟提供信息。
2012-09-10 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
GATOS XIV: The first direct kinematic evidence of dusty outflows from AGN via PAH kinematics of local Seyfert galaxies with JWST
利用JWST的NIRSpec IFU和MIRI MRS数据,通过PCA层析成像提取10个本地塞弗特星系中多环芳烃(PAH)的运动学,首次直接证明活动星系核(AGN)外流中存在尘埃,发现外流中的PAH更中性且更大。
2026-06-19 astro-ph.GA
Numerical Simulations of Radiatively-Driven Dusty Winds
尘埃颗粒上的辐射压力可能是在各种天体物理系统中驱动风的重要机制。然而,辐射场和含尘气体之间的耦合的效率是知之甚少的环境中,其特征在于高的光学深度。我们提出了一系列理想化的数值实验,进行辐射流体动力学代码ORION,在其中我们研究这种风的动力学和量化其属性。我们发现,在风加速开始后,辐射瑞利-泰勒不稳定性迫使气体进入一种配置,与基于大气底部光学厚度的估计相比,该配置将从辐射场到气体的动量传递速率降低了约10 - 100倍;相反,从亮度为L的驱动辐射场到气体的动量传递速率大致为L/c乘以1加上使用光球温度估计的光学深度的一半,其远小于使用内部温度所获得的光学深度。当我们将我们的结果适用于ULIRGs和星团的条件下,我们发现,渐近风动量通量从这样的对象不应该显着超过所携带的直接辐射场,L/C。这一结果限制了预期的质量损失率从系统,超过爱丁顿限制的顺序,所谓的“单散射”的限制,而不是显着更高。我们提出了一个近似的拟合公式的动量转移率从辐射尘埃气体通过它,这是适合于实施的亚网格模型的星系形成。最后,我们提供了第一张地图的柱密度分布的气体在辐射驱动风的速度和速度色散的函数。
2013-06-30 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
Dust formation in AGN winds
对活动星系核(AGN)的红外观测揭示了由AGN统一引起的假定的尘埃环核“环面”的辐射,该环面被来自中心吸积黑洞(BH)的辐射加热。在活动星系核光谱中观测到的强9.7和18微米硅酸盐特征,无论是在发射还是吸收方面,都进一步表明了这种尘埃环境的存在。本文详细计算了活动星系核吸积盘风中硅酸盐尘埃形成的化学过程。这里考虑的风是磁流体动力学(MHD)风驱动的整个吸积盘域,从BH附近的BH影响的半径,1到100 pc的顺序取决于居民BH的质量。我们的研究结果表明,这些风提供了有利于形成大量尘埃的条件,特别是对于接近爱丁顿极限的物体,使AGN成为宇宙中尘埃的重要来源,特别是对于发光类星体。我们的模型证明了r对风中尘埃颗粒有效形成和存活的幂-1密度定律的重要性。尘埃产生率与中心BH的质量成线性关系,并随无量纲质量吸积率在2 ~ 2.5之间呈幂指数律变化。稠密的尘埃气体的分布类似于一个环形的形状,具有高的柱密度和光学深度沿赤道的视角,在协议的活动星系核统一图片。
2019-09-23 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Feeding Hidden Monsters: a Super-Eddington accreting Black Hole ~1.5 Gyr after the Big Bang
研究报道z~4的低质量黑洞LID-568正以超过爱丁顿极限4000%的速率吸积,并伴有核驱动外流,为早期黑洞快速增长提供观测证据。
2024-05-08 astro-ph.GA astro-ph.HE
The late flare in tidal disruption events due to the interaction of disk wind with dusty torus
本研究提出盘风与尘埃环相互作用产生TDE晚期耀发,模型解释PS1-10adi观测,证实盘风存在并探测核环境。
2021-06-18 astro-ph.GA astro-ph.HE
Mass accretion toward black holes in the final phase of galaxy mergers
我们研究了星系合并的最后阶段,专注于超大质量黑洞(SMBHs)和星际介质之间的相互作用,在中央sub-kpc区域,使用N体/流体动力学代码。这个数值实验的目的是了解由两个或两个以上的星系合并与SMBH,其质量为$10^7 M_\odot$的气体的命运。我们观察到当两个黑洞(BH)之间的距离迅速减小时,对一个SMBH的质量吸积率超过爱丁顿吸积率。然而,这种快速吸积阶段不会持续超过$10^7$年,并且它下降到准稳定吸积阶段爱丁顿速率的$\sim$ 10%。快速吸积是由气体向恒星组分的角动量转移引起的,而准稳态阶段的中等吸积是由盘中的湍流粘性和引力矩引起的。第二次合并事件增强了BH的质量增长;然而,这个阶段的发生时间与第一次合并事件相似。当反馈能量为$(2 \times 10^{-4} - 2 \times 10^{-3} )\dot{M} c^2$(其中$\dot{M}$为对$r= 1$ pc的吸积率)时,活动星系核的反馈与黑洞的质量吸积在合并星系的中心区可以共存。对于$0.02 \dot{M} c^2$,在准稳态吸积阶段,吸积速率被$\sim$ 1/50抑制.最终落到每个BH的气体部分约为所供应的总气体质量($10^8 M_\odot$)的5-7%,并且15-20%的气体在100 pc内形成环核气体。这种残余气体严重掩盖了合并事件期间活动星系核(AGN)的发光相位,而适度的AGN反馈…
2019-12-23 astro-ph.GA
Little Red Dots as Obscured Little Blue Dots: A Super-Eddington Unification Model
Università degli Studi di Milano-Bicocca(米兰比可卡大学);University of Cambridge(剑桥大学);University College London(伦敦大学学院)
该研究通过统一模型解释小红点和小蓝点的观测现象,揭示了方向依赖的吸积流和尘埃遮挡对光学和红外发射的影响。
2026-09-02 astro-ph.GA astro-ph.HE
Quasar Main Sequence unfolded by 2.5D FRADO (Natural expression of Eddington ratio, black hole mass, and inclination)
该研究利用2.5D FRADO模拟宽线区,证明Eddington比是驱动类星体主序及Fe II强度的核心物理量,黑洞质量和倾角分别解释FWHM弥散并产生次要调制。
2025-10-01 astro-ph.GA astro-ph.HE
HI absorption towards low luminosity radio-loud AGNs of different accretion modes and WISE colours
对活动星系H{ \sc i}吸收的研究使我们能够探测它们的环核区和一般的星际介质,并研究可能触发核活动的气体的供应。本文根据射电星系的发射线光谱,研究了H{ \sc i}吸收对射电星系性质的探测率,根据\textit{WISE}颜色及其射电结构研究了宿主星系的性质,这可能有助于了解不同的吸积模式。我们发现H{ \sc i}吸收检测和非检测源的W2 $-$ W3颜色分布有显著差异。我们报道了在具有\textit{WISE}红外色W2 $-$ W3 $>$ 2的星系中H{ \sc i}吸收的高探测率,这是典型的富气系统,以及紧凑的射电结构。对于具有W 2 $-$ W 3 $>$ 2和致密射电结构的低激发射电星系(LERG),H{ \sc i}的探测率很高(70.6 $\pm$ 20.4 \%)。在HERG中,除了星际介质中的气体外,核或环核区域中的致密射电结构也会引起尘埃环中气体的吸收。然而,具有W2 $-$ W3 $>$ 2的LERG的更高的比恒星形成率(sSFR)表明H{ \sc i}吸收可能主要是由于其宿主中的恒星形成气体。与具有紧凑结构的LERG相比,具有扩展无线电结构的LERG倾向于具有显著更低的W2 $-$ W3值。扩展射电源和具有W2 $-$ W3 $<$ 2的射电源具有低H{ \sc i}探测率。
2016-10-18 astro-ph.CO astro-ph.GA
Dual black holes in merger remnants. I: linking accretion to dynamics
本文研究了旋转支撑的环核盘中大质量黑洞对的轨道演化和吸积历史,直到大质量黑洞形成双星系统。我们的模拟具有高分辨率的质量和空间,这是第一次,使得它可行的轨道衰变的MBH无论是反或同向旋转相对于环核盘。我们表明,一个移动的MBH在一个最初的反旋转轨道上经历了“轨道角动量翻转”,由于气体动力学摩擦,即,它在MBH二进制形成之前开始与盘共转。我们强调,这种效应只能在非常高分辨率的模拟中捕获。考虑到使用的气体粒子数量非常大,动力学范围足够大,可以解决单个MBH的Bondi-Hoyle-Lyttleton半径。因此,我们能够连接的吸积过程的MBH对的轨道演化。我们预测,吸积率是显着抑制和极其可变的MBH是在逆行轨道上移动时。只有在轨道角动量翻转发生后,次级粒子才会迅速“点亮”,此时两个MBH都可以在爱丁顿速率附近吸积几百万年。在这个阶段,双核的分离预计约为10 pc。我们表明,吸积率可以是高度可变的,也当MBH是共同旋转的光盘(虽然在较小的程度上),其轨道是偏心的。我们的研究结果有显着的预期数量的可观测到的双重活动星系核分离的<100 pc的后果。
2009-04-15 astro-ph.CO astro-ph.GA