The quest for the largest depleted galaxy core: supermassive black hole binaries and stalled in-falling satellites
部分耗尽的核心在明亮的早型星系（M $_{B}\lesssim-$ 20.5等）中几乎无处不在，通常小于1千秒差距。在一个流行的场景中，超大质量黑洞双星--在干（即缺乏气体）星系合并过程中形成--通过三体相互作用将恒星从星系中心区域踢出。在这里，这个“二元黑洞冲刷情景”是通过调查两个星系来探索的，这两个星系据报道拥有迄今为止发现的最大的部分耗尽的核心：2 MASX ~ J 09194427 +5622012和2 MASX ~J17222717+3207571（Abell~2261中最亮的星系）。我们用核心-Sérsic模型拟合了这些星系的二维光分布，发现前者的核心-Sérsic破裂半径为$R_{b,cS}=0.55$ ~kpc，比公布的数值小了三倍。我们使用这个星系来警告其他报道的大破裂半径可能也被高估了，如果它们是使用“尖锐过渡”（内核）到（外部Sérsic）模型得出的。在2 MASX ~J17222717+3207571的情况下，我们得到了$R_{b,cS}=3.6$ ~kpc。虽然我们确认这是已知的最大的部分耗尽的核心的任何星系，我们强调，它是大于预期的超大质量黑洞二进制文件的演变-除非一个调用大量的引力波诱导（黑洞）反冲事件。考虑到这个星系的核心半径内存在多个核（在投影中），我们探索并发现了另一种“停滞的下落扰动”核心形成情景的支持，在这种情况下，这个星系的核心可能是由下落…
2016-10-04 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
A Supermassive Black Hole in an Ultracompact Dwarf Galaxy
超致密矮星系（UCD）是宇宙中最密集的恒星系统之一。这些系统的质量高达2亿太阳质量，但半光半径仅为3-50秒差距。动力学质量估计表明，许多UCD的质量比从它们的光度所预期的要大。目前尚不清楚这些高动力学质量的估计是由于超大质量黑洞的存在，还是由于非标准的恒星初始质量函数导致平均恒星质量高于预期。在这里，我们提出了一个超大质量黑洞在一个大规模的UCD检测。M60-UCD 1的自适应光学运动学数据显示中心速度色散峰值超过100 km/s，并有适度的旋转。对这些数据的动力学建模揭示了一个质量为2100万太阳质量的超大质量黑洞的存在。这是物体总质量的15%。高的黑洞质量和质量分数表明，M60-UCD 1是一个星系的剥离核。我们的分析还表明，M60-UCD 1的恒星质量与其光度一致，这意味着许多其他UCD也可能拥有超大质量黑洞。这表明存在大量以前未被注意的超大质量黑洞。
2014-11-04 astro-ph.GA
A Relationship between Supermassive Black Hole Mass and the Total Gravitational Mass of the Host Galaxy
研究了中心超大质量黑洞的质量与宿主星系总引力质量（M_tot）之间的相关性.这些结果是基于SLACS巡天中的43个星系尺度强引力透镜的结果，其中黑洞质量是通过两个标度关系：黑洞质量与Sersic指数的关系（M_bh - n）和黑洞质量与恒星速度色散的关系（M_bh - sigma）估算的。我们使用封闭的质量内的R_200，半径内的早期类型的星系的密度分布超过临界密度的宇宙的一个因素的200，确定的引力透镜模型拟合到HST成像数据，作为总的引力质量的示踪剂。在M_bh的2个数量级上，最佳拟合相关性为log（M_bh）=（8.18 +/-0.11）+（1.55 +/-0.31）（log（M_tot）-13.0），其中M_bh由M_bh - sigma关系确定。从各种测试中，我们发现，我们不能可靠地推断出M_bh和M_tot之间的连接从M_bh-n关系。M_bh - M_tot关系为验证超大质量黑洞的性质是由宿主星系的晕性质决定的这一预言提供了一些第一批直接的观测证据。
2009-09-01 astro-ph.GA
JWST spectra are consistent with the edge-on star-forming galaxy scenario for the "runaway supermassive black hole"
Instituto de Astrofísica de Canarias（加那利群岛天体物理研究所）；Universidad de La Laguna（拉古纳大学）；Universidad Nacional Autónoma de México（墨西哥国立自治大学）；Institute of Space Sciences (ICE, CSIC)（空间科学研究所）
JWST光谱支持线性结构为边缘星系形成场景，而非超大质量黑洞产生的bow shock。
2026-02-11 astro-ph.GA
Recoiling supermassive black holes in analytical and numerical galaxy potential
在质量为$10^{12} \rm{M_{sun}}$和$10^{11} \rm{M_{sun}}$的星系合并残余物的分析和数值模型中，我们跟踪反冲超大质量黑洞（SMBHs）的轨迹。我们构造了各种合并残留星系，以研究中央SMBH质量和祖星系质量比如何影响反冲SMBH的逃逸速度。我们的研究结果表明，主要合并残留星系的静态分析模型高估了SMBH的逃逸速度。在大的合并过程中，剧烈的弛豫导致星系质量的减小和在大的剩余半径处的较低的势能。这个过程在静态分析势中没有描述，但在我们的数值模型中可以清楚地看到。因此，不断发展的数值模型是一个更现实的描述星系合并SMBH的动力学过程。我们发现，SMBH的逃逸速度的数值主要合并残留星系可以高达25%，低于那些在分析模型。因此，数值模型中的SMBH通常会达到更大的银河系中心距离，并花费更多的时间在星系核之外的束缚轨道上。因此，数值模型预测了更多的空间偏移活动星系核（AGN）。
2019-08-07 astro-ph.GA
A Nearly Naked Supermassive Black Hole
在对不在星系核中的超大质量黑洞（SMBH）进行系统搜索的过程中，我们发现了紧凑的对称射电源B3 1715+425，其发射线星系偏离红移$z = 0.1754$星系团ZwCl 8193中最亮的星系团（BCG）的核约8.5 kpc。B3 1715+425太亮（在观测频率7.6 GHz时的亮度温度为$\sim 3 \times 10^{10}$ K），也太亮（1.4 GHz光度为$\sim 10^{25}$ W/Hz），除了SMBH之外，其他星系都无法提供能量，但它的宿主星系要小得多（$\sim 0.9$ kpc $\times$ 0.6 kpc半峰间全宽），光学上也比其他射电星系要暗（R波段绝对星等$\sim -18.2$）。它相对于BCG的高径向速度$\sim 1860$ km/s，延伸回BCG核的连续电离尾流，以及周围的碎片表明射电星系在穿过BCG核时被潮汐撕碎，留下一个几乎裸露的超大质量黑洞，以空间速度PDMATHAMT km/s逃离BCG。这个射电星系的质量相当于$< 6 \times 10^9$太阳质量，红外线光度$\sim 3 \times 10^{11}$太阳光度接近其尘埃爱丁顿极限，因此它很容易受到辐射反馈的进一步质量损失。
2016-11-01 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
Galaxy Core Formation by Supermassive Black Hole Binaries: the Importance of Realistic Initial Conditions and Galaxy Morphology
在星系合并过程中，超大质量黑洞（SMBH）双星合并释放的结合能被认为是明亮椭圆星系中经常发现的低密度核心的原因。我们使用高分辨率的$N$体和Monte Carlo技术进行单级和多级星系合并模拟和系统地研究的依赖性的中心星系的属性上的二进制质量比，初始密度尖点的斜率，和合并经历的数量。我们研究了耗尽恒星质量（或"质量赤字“）的数量，$M_{\rm def}$，以及耗尽区域的径向范围，$r_{\rm b}$。我们发现，$r_{\rm b}\simeq r_{\rm SOI}$和$M_{\rm def}$在$0.5$到$4M_{\bullet}$的范围内变化，其中$r_{\rm SOI}$是残余SMBH的影响半径，$M_{\bullet}$是残余SMBH的质量。这些关系中的系数弱依赖于二进制的质量比，并保持显着恒定，通过随后的合并。我们的结论是，核心的大小和质量赤字不与合并的数量呈线性关系，很难推断合并的历史，从观察。另一方面，我们表明，无论是$M_{\rm def}$和$r_{\rm b}$是敏感的星系合并残留物的形态，并采用球形的初始条件，在早期的工作，导致误导性的结果。我们的模型再现了大多数观测工作中发现的$M_{\rm def}$的值范围，但在真正的喷出恒星质量周围跨越了近一个数量级的范围。
2021-09-01 astro-ph.GA
Supermassive Black Hole Binary Evolution in Axisymmetric Galaxies: the final parsec problem is not a problem
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。早期的研究表明，三轴星系模型中的向心轨道是以足够高的速率重新填充损失锥以防止黑洞停滞的关键。然而，在轴对称星系中从未探索过双星SMBHs的演化，因此不清楚最终秒差距问题是否在这些系统中持续存在。在这里，我们使用一套直接的N体模拟跟踪SMBH的星系模型的椭圆度范围内的二元演化。对于第一次，我们表明，仅仅轴对称可以解决最终的秒差距问题，我们发现的SMBH的演变是独立的N轴比为c/a=0.8，SMBH二进制分离达到重力辐射制度为c/a=0.75。
2013-02-07 astro-ph.GA
JWST interferometric imaging reveals the dusty disk obscuring the supermassive black hole of the Circinus galaxy
研究利用JWST新型孔径掩蔽干涉成像，以两倍分辨率揭示圆规星系SMBH周围尘埃盘是物质从星系尺度输入AGN的关键界面。
2025-06-09 astro-ph.GA
Galaxy Rotation and Supermassive Black Hole Binary Evolution
位于合并星系核心的超大质量黑洞（SMBH）双星最近被发现受到宿主星系旋转的强烈影响。当主恒星反向旋转时，形成的高度偏心的轨道会发出强烈的引力波，推动SMBH双星的快速合并。然而，大多数先前的工作集中在平面轨道和均匀的旋转轮廓，一个不太可能的相互作用配置。然而，旋转和SMBH双星演化之间的耦合似乎是一个强大的动力学过程，它值得进一步研究。这项研究使用直接N体模拟来隔离星系旋转在更现实的相互作用的影响。特别是，我们系统地改变SMBH轨道平面相对于星系的旋转轴，旋转组件的径向范围，和SMBH双星轨道的初始偏心率。我们发现，初始轨道平面的方向和偏心率单独可以改变一个数量级的螺旋时间。由于SMBH双星的螺旋和合并是如此响亮的引力波源，这些研究对未来的引力波探测器LISA至关重要，LISA是欧空局/美国宇航局目前计划于2034年发射的任务。
2017-05-19 astro-ph.GA
Signatures of the Many Supermassive Black Hole Mergers in a Cosmologically Forming Massive Early-Type Galaxy
在这里，我们模型的合并历史的超大质量黑洞（SMBH）人口的宇宙学模拟的后期阶段的$\sim 2 \times 10^{13} M_\odot$星系群。利用正则化积分和KETJU程序，高精度地计算了星系群中数十个SMBH（$M_{\bullet} \gtrsim 7.5\times 10^7 M_\odot$）的引力动力学。11个形成双星和等级三胞胎的SMBH最终通过动力学摩擦，恒星散射和引力波（GW）发射硬化后合并。双星的形成离心率为$e \sim 0.3$ - $0.9$，其中一个系统演化到非常高的离心率$e = 0.998$，并在几十到几百兆年的时间尺度上合并。在模拟过程中，合并引起的GW反冲反冲踢弹出一个SMBH残留从中央宿主星系。这暂时地使星系脱离了$M_{\bullet}$ - $σ_{\star}$的关系，然而由于随后的星系合并，星系又回到了这种关系，这带来了新的SMBH。这显示了一种可能的机制，有助于观察到的$M_{\bullet}$ - $σ_{\star}$关系的分散。最后，我们表明，脉冲星定时阵列和LISA将能够检测部分GW信号的SMBH合并期间发生的$\sim 4\,\mathrm{Gyr}$时间跨度模拟KETJU。
2022-04-11 astro-ph.GA
Supermassive black holes in a mass-limited galaxy sample
本研究在质量受限的星系样本中测量黑洞质量，以检验选择偏差对黑洞与星系质量标度关系的影响，发现早型星系中的黑洞质量不受选择偏差强烈影响。
2023-11-23 astro-ph.GA
Anisotropic Satellite Galaxy Quenching: A Unique Signature of Energetic Feedback by Supermassive Black Holes?
本文研究各向异性卫星星系淬灭的成因，通过宇宙学模拟和UniverseMachine模型证明其主要源于卫星星系沿暗物质晕长轴的各向异性吸积历史，而非超大质量黑洞的各向异性反馈，从而质疑ASGQ作为黑洞反馈观测证据的可靠性。
2023-04-20 astro-ph.GA
Correlations between Supermassive Black Holes and their Hosts in Active Galaxies
近几十年来，人们发现了中心超大质量黑洞（BH）的质量与宿主星系的性质（如球核光度和质量、中心恒星速度色散、Sérsic指数、螺旋螺距角等）之间的关系，并指出BH与宿主星系的共同演化。在这篇文章中，我回顾了一些不活跃星系的这些关系，并讨论了一个活动星系核/类星体的主机星系的调查结果。我提出了我们小组的结果，发现活动星系在$z\lesssim 0.1$不遵循BH质量-隆起光度关系。此外，我显示近红外积分场光谱数据表明，年轻的恒星星族造成的隆起overluminosity，并表明宿主星系的增长开始第一。最后，我讨论BH主机协同进化的影响。
2016-11-23 astro-ph.GA
AGN lifetimes in UV-selected galaxies: a clue to supermassive black hole-host galaxy coevolution
超大质量黑洞（SMBH）与其宿主星系之间的共同演化已经提出了十多年，尽管关于黑洞吸积活动调节$z>1$星系恒星形成的直接证据很少。本文研究了$UV$ -选择红序列（RS）、蓝云（BC）和绿谷（GV）星系中X射线活动星系核（AGN）的寿命，发现活动星系核吸积活动在$z\sim1.5-2$的GV星系中最显著，而RS和BC星系则相对较弱。我们还比较了活动星系核吸积时间尺度与典型的颜色过渡时间尺度的$UV$选择的星系。我们发现，GV星系在$z\sim1.5-2$处的寿命与其活动星系在这些红移处处于高吸积率模式时的典型时间尺度非常接近;对于BC星系，色变时间尺度与黑洞强吸积寿命之间的一致性更可能发生在较低的红移（$z<1$）处。我们的结果支持这样一种假设：活动星系核吸积活动控制着宿主星系的$UV$色变，使得星系和它们的中央SMBH相互协同演化。
2021-10-26 astro-ph.GA
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
Anisotropic satellite galaxy quenching modulated by supermassive black hole activity
卫星星系的演化是由它们与围绕中心星系的环星系介质的不断相互作用形成的，而环星系介质又可能受到中心超大质量黑洞喷出的气体和能量的影响。然而，这种黑洞和星系之间的耦合的性质是高度争论和观测证据仍然很少。在这里，我们报告了对29，631个暗物质晕的潜在井中的124，163个卫星星系的档案数据的分析，这些暗物质晕的质量在10 $^{12}$和$10^{14}$太阳质量之间。我们发现，静止的卫星是相对较少的频率沿短轴的中央星系。这一观察结果可能看起来违反直觉，因为预计黑洞活动会优先向宿主星系的短轴方向喷射质量和能量。然而，我们发现，所观察到的信号结果正是从大规模晕中的黑洞反馈的喷射性质，作为活动星系核动力流出清除环星系介质，减少冲压压力，从而保持恒星形成。这种解释是支持的IllustrisTNG套件的宇宙学数值模拟，在那里观察到类似的调制，即使子网格实现的黑洞反馈是有效的各向同性。我们的研究结果提供了令人信服的观测证据，黑洞在调节星系演化的空间尺度不同的几个数量级的作用。
2021-06-08 astro-ph.GA
Deep VLBI Observations Challenge Previous Evidence of a Binary Supermassive Black Hole Residing in the Seyfert Galaxy NGC 7674
先前的Ku波段（15 GHz）成像数据来自甚长基线阵列（VLBA），在塞弗特星系NGC 7674中的一个假定的kpc尺度射电核心位置显示了两个紧凑的sub-pc组件。然后，人们推测这两个未解决的和紧凑的组件是双无线电核心对应于两个超大质量黑洞（SMBH）吸积周围的气体和发射无线电明亮的相对论喷流。然而，利用原始的VLBA数据集用来声称检测到一个二进制SMBH，除了后来的多历元/多频率数据集从VLBA和欧洲VLBI网络，我们发现没有证据支持存在的二进制SMBH。我们把严格的上限，任何次pc尺度的无线电核心的通量密度至少比原来的VLBI无线电核心检测低一个数量级，直接挑战原来的二进制SMBH检测索赔。考虑到这一点，我们讨论了可能的原因，没有检测到任何VLBI无线电核心在我们的成像，一个二进制SMBH仍然居住在NGC 7674的可能性，以及未来的观测前景，进一步阐明这个活动星系核的真实性质。
2022-05-28 astro-ph.GA
An Accreting Supermassive Black Hole Buried in a Faint Dwarf Galaxy
在矮低表面亮度星系MJ0818+2257中发现赛弗特2型AGN，其核区超大质量黑洞质量约6.5×10^6太阳质量，动力学质量与恒星质量相当，黑洞与恒星质量比偏高，引发对低光度星系中SMBH生长的思考。
2024-08-20 astro-ph.GA
RABBITS -- II. The impact of AGN feedback on coalescing supermassive black holes in disc and elliptical galaxy mergers
利用KETJU模拟盘星系与椭圆星系并合，研究AGN反馈模型如何改变中心星系性质、SMBH轨道衰减及并合时间尺度。
2024-04-25 astro-ph.GA
Observational Evidence of a Centi-parsec Supermassive Black Hole Binary Existing in the Nearby Galaxy M81
本文基于M81星系核中喷流摆动及周期性射电和X射线爆发，提出其可能包含一个轨道周期约30年、间距约0.02秒差距的超大质量黑洞双星，为研究最终秒差距问题提供邻近候选体。
2023-12-03 astro-ph.GA
Water Maser Disk and a Supermassive Black Hole at the Nucleus of the Active Galaxy NGC 7738
Kwansei Gakuin University（关西学院大学）；Fukui University of Technology（福井工业大学）；National Astronomical Observatory of Japan（日本国立天文台）；Ehime University（爱媛大学）
本文通过VLBI观测LINER星系NGC 7738核区的水脉泽，发现一个次开普勒旋转的侧视圆盘，结合Mestel盘模型估算出中心质量与高体积密度，从而证实了该星系中心存在超大质量黑洞。
2025-10-11 astro-ph.GA
Modelling the accretion and feedback of supermassive black hole binaries in gas-rich galaxy mergers
我们引入了一个新的模型的吸积和反馈的超大质量黑洞（SMBH）的二进制文件的KETJU代码，这使我们能够解决的演变SMBH二进制文件的分离几十个史瓦西半径的富气体星系合并。我们的亚网格二进制吸积模型扩展了广泛使用的Bondi-Hoyle-Lyttleton吸积到二进制阶段，并采用优惠的质量吸积到二次SMBH，这是出于小规模的流体动力学circumbinary光盘模拟的结果。我们使用纯热或纯动力学活动星系核（AGN）反馈进行理想化的富气盘星系合并模拟。我们的双星吸积模型提供了更多的物理动机SMBH质量比，这是计算引力波（GW）引起的反冲速度的关键参数之一。我们模拟的SMBH双星的合并时间尺度在$t_{\rm merge}{\sim} 10$ - $400$ Myr范围内。等质量的星系合并导致最短的合并时间尺度，因为它们经历了最强烈的恒星爆发，随之而来的高恒星密度导致了快速的SMBH合并。与热AGN反馈相比，动力学AGN反馈预测更长的合并时间尺度，并导致更多的核心恒星轮廓，因为它更有效地从星系中心去除气体和淬灭恒星形成。这表明活动星系核反馈的实现在模拟SMBH聚结中起着至关重要的作用。我们的模型将有助于改善模拟SMBH合并在富含气体的星系，即将到来的LISA GW天文台的主要目标。
2023-02-18 astro-ph.GA
Simple Fit of Data Relating Supermassive Black Hole Mass to Galaxy Pitch Angle
Seigar等人最近证明了星系中心超大质量黑洞（BH）质量与盘星系旋臂俯仰角之间的一种新的紧密相关性，他们将其归因于其他间接相关性。他们拟合了一个双幂定律，由五个参数控制，BH质量作为间距的函数。注意到他们的拟合曲线的功能，我们表明，一个简单的线性比例的BH质量的余切的俯仰角可以获得相同的拟合，误差范围内。这种直接、优雅的拟合可能有助于揭示相关性的本质。
2009-04-24 astro-ph.CO astro-ph.GA
Diverse pathways for supermassive black hole-galaxy coevolution
本研究利用观测数据构建了超大质量黑洞（SMBH）增长的实证模型，通过将比吸积率概率分布应用于UniverseMachine，追溯了$z=0-2$期间星系与SMBH的共演化历史，发现SMBH质量组装路径具有多样性且质量关系随红移显著演化。
2024-11-13 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
A two-phase model of galaxy formation: I. The growth of galaxies and supermassive black holes
基于冷暗物质晕快速相变和气体自引力湍动，提出星系形成与超大质量黑洞增长的两阶段模型，通过AGN和SN反馈调节，重现了黑洞质量、星系恒星质量及晕质量的相关性及宇宙学演化。
2024-07-18 astro-ph.GA
The rapid growth phase of supermassive black holes
利用流体动力学宇宙学\eagle模拟研究了超大质量黑洞的快速生长阶段。这种BH增长的非线性阶段发生在$\sim$ $L_{*}$星系中，嵌入在星系宿主的两个调节状态之间：在子$L_{*}$星系中，有效的恒星反馈调节了进入星系的气体流入，并显着降低了中央BH的增长，而在比$L_{*}$更大的星系中，有效的活动星系核反馈调节了进入星系的气体流入，并抑制了进一步的非线性BH增长。我们发现不断演变的临界星系和晕质量尺度在快速BH增长开始。低红移宇宙中的半乳糖醛酸过渡到快速BH增长阶段，其质量大约比高红移对应物大一个数量级（\M{200} $\approx 10^{12.4}$ ~ \Msol at $z \approx 0$减少到\M{200} $\approx 10^{11.2}$ ~ \Msol at $z \approx 6$）。相反，BH在固定的临界晕圈维里温度（$T_{\mathrm{vir}} \approx 10^{5.6}$ ~K）下进入快速生长阶段。我们还表明，主要的星系-星系相互作用（$μ\geq \frac{1}{4}$，其中$μ$是恒星质量比）发挥了重大作用，触发的快速增长阶段的BH在低红移宇宙，而可能有一个较低的影响在高红移。大约有40%的黑洞在$z \approx 0$开始快速的黑洞生长阶段，在一个主要星系-星系合并的$\pm 0.5$动力学时间内这样做，比背景…
2018-09-07 astro-ph.GA
Inferences on relations between distant supermassive black holes and their hosts complemented by the galaxy fundamental plane
超大质量黑洞与其宿主星系之间的基本关系的实现将在天体物理学中产生深远的影响。为了进一步研究它们的共同演化，进行了一项调查，以了解类星体和它们的宿主在早期是否遵循黑洞（BH）质量和恒星速度色散之间的局部关系。我们使用584个SDSS类星体在0.2 < z < 0.8与黑洞测量，和他们的主机从超级凸轮斯巴鲁战略计划的属性。的恒星速度色散的推断是实现每个基于恒星的质量和大小的宿主星系通过使用星系质量基本面在类似的红移不活跃的星系。与以往的研究一致，类星体占据了一个从局部M_BH-σ关系升高的位置，被认为是一个平坦化，而保持M_BH/M* 的比值与局部值一致。基于样本的正演模拟，我们证明了一个不断演变的内在M_BH-σ关系可以匹配的观察。然而，我们假设这些变化可能反映了M_BH和M* 之间的非进化内在关系。令人欣慰的是，无论是大质量的，静止的还是紧凑的星系，都有迁移到本地M_BH-σ的迹象。因此，类星体宿主在高红移时的大部分凸起都处于发展阶段，并可能在稍后的时间与它们的黑洞对齐到质量标度关系上。
2022-04-25 astro-ph.GA
The Supermassive Black Hole in the Nearby Spiral Galaxy M81: A Robust Mass from JWST/NIRSpec Stellar Dynamics
University of Michigan（密歇根大学）；Vietnam National University – Ho Chi Minh City（越南国立大学胡志明市）；University of Oxford（牛津大学）；International University, Vietnam National University in Ho Chi Minh City（越南国立大学胡志明市国际大学）
利用JWST/NIRSpec观测，首次通过高分辨率二维动力学数据确定M81中心超大质量黑洞质量，为星系缩放关系提供可靠参考。
2026-01-24 astro-ph.GA
Line Shapes Emitted from Spiral Structures around Symmetric Orbits of Supermassive Binary Black Holes
活动星系核的变率还没有被很好地理解。一个可能的解释是在它们的中心存在超大质量的双黑洞（SMBBH）。预计宇宙中的大合并是常见的。预计每个星系的每个超大质量黑洞最终都将在新形成星系的核心以一个SMBBH系统的形式结束。在这里，我们模拟的活动星系核（AGN）的发射线轮廓假设的流量和发射线形状的变化引起的超大质量双黑洞系统（SMBBH）。我们假设环双星（CB）盘内的吸积气体被每个SMBBH周围的小吸积盘辐射光电离。我们计算了不同参数的SMBBH轨道的发射线通量，位移和形状的变化。我们考虑的情况下，具有不同的质量和倾角的圆形轨道和测量的影响，发射线的轮廓和通量的变化的形状。
2016-02-19 astro-ph.GA
An ALMA Gas-dynamical Mass Measurement of the Supermassive Black Hole in the Local Compact Galaxy UGC 2698
利用0 \farcs{14}分辨率的阿塔卡玛大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）CO（2 $-$ 1）观测了UGC 2698的环核气盘，该星系是一个局部致密星系.该磁盘表现出定期旋转与预计的速度上升到450公里秒$^{-1}$附近的星系中心。我们将气体动力学模型拟合到ALMA数据立方体中，假设CO发射来自动态冷的薄盘，并测量UGC 2698中超大质量黑洞（BH）的质量为$M_{\mathrm{BH}} = (2.46 \pm{0.07}$ [ $1σ$ stat] $^{+0.70}_{-0.78}$ [sys]）$\times 10^9$ $M_\odot$。UGC 2698是附近早期星系样本的一部分，这些星系可能是$z\sim2$红块遗迹。先前对样本中三个星系的恒星动力学建模发现BH质量与BH质量$-$恒星速度色散（$M_{\mathrm{BH}}-σ_\star$）关系一致，但相对于BH质量$-$膨胀光度（$M_{\mathrm{BH}}-L_{\mathrm{bul}}$）相关性过大，这表明BH可能在其宿主星系之前获得大部分质量。然而，UGC 2698与$M_{\mathrm{BH}}-σ_\star$和$M_{\mathrm{BH}}-L_{\mathrm{bul}}$都一致。由于UGC 2698在本地致密星系样本中具有最大的恒星质量和有效半径，它可能经历了更近的合并，使其符…
2021-04-15 astro-ph.GA
Overmassive supermassive black holes in SDSS close galaxy pairs
University of Colorado Boulder（科罗拉多大学博尔德分校）
本研究利用SDSS增值星表，发现近邻星系对中部分AGN的SMBH增长快于核球，且两种标度关系预测的黑洞并合比例存在显著差异，对引力波和高红移超重SMBH预测有重要意义。
2026-08-31 astro-ph.GA
Causal Discovery in Astrophysics: Unraveling Supermassive Black Hole and Galaxy Coevolution
本研究利用先进的因果发现技术和贝叶斯框架分析星系样本，揭示了星系性质与超大质量黑洞质量间的因果联系，发现按星系形态分类存在因果反转，支持了星系层级组装和活动星系核反馈调节演化的理论模型。
2025-01-13 astro-ph.GA
The MASSIVE Survey. XX. A Triaxial Stellar Dynamical Measurement of the Supermassive Black Hole Mass and Intrinsic Galaxy Shape of Giant Radio Galaxy NGC 315
基于MASSIVE巡天的高信噪比积分场光谱数据，通过三轴恒星轨道建模测量了NGC 315的超大质量黑洞质量与内禀形状，发现其高度长椭球形，并证实该星系是未来视界尺度成像研究的首选候选者。
2025-07-11 astro-ph.GA
The central black hole in the dwarf spheroidal galaxy Leo I Not supermassive, at most an intermediate-mass candidate
通过基于作用量的分布函数平衡模型和贝叶斯框架重新分析积分场光谱数据，证明矮椭球星系Leo I中心黑洞质量上限仅为几$10^5M_\odot$，应归为中等质量而非超大质量。
2024-03-21 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
Trinity I: Self-Consistently Modeling the Dark Matter Halo-Galaxy-Supermassive Black Hole Connection from $z=0-10$
我们提出了三位一体，一个灵活的经验模型，自洽地推断暗物质晕，星系和超大质量黑洞（SMBHs）之间的统计联系。Trinity受到来自$0<z<10$的星系观测值（星系的恒星质量函数，特定和宇宙SFR，淬灭分数和UV光度函数）和来自$0<z<6.5$的SMBH观测值（类星体光度函数，类星体概率分布函数，活动黑洞质量函数，局部SMBH质量-凸起质量关系，以及观测到的高红移亮类星体的SMBH质量分布）的约束。该模型包括对观察系统学的全面处理（例如，活动星系核遮蔽和恒星质量误差）。从这些数据中，三一推断平均SMBH质量，SMBH吸积率，合并率，和爱丁顿比分布作为晕质量，星系恒星质量和红移的函数。主要调查结果包括：1）SMBH质量-核团质量关系的标准化和斜率从$z=0$到$z=10$略有增加; 2）最适合的活动星系核辐射$+$动力学效率是$\sim 0.05-0.06$，但在不同的输入假设下可以从$\sim 0.035-0.07$变化; 3）活动星系核显示出缩小，即，质量较大的SMBH的爱丁顿比比开始下降的时间早于质量较小的天体; 4）对于以恒星形成为主的低质量星系，平均SMBH吸积率与SFR之间的平均比值为$\sim 10^{-3}$。在$z\sim 1$以下的质量最大的晕中，这个比率增加到$\sim 10^{-1}$，在那里恒星的形成被淬灭，但SMBH继续吸积。
2022-09-09 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
First Results from the LSST Shadow Survey: The Restless Luminous Blue Variable AT2017des in the Virgo-Cluster Galaxy, NGC4532
Steward Observatory, University of Arizona（亚利桑那大学斯图尔德天文台）；Department of Physics, Carnegie Mellon University（卡内基梅隆大学物理系）
本文介绍LSST阴影巡天项目，利用DECam对星系团场进行每日观测，发现室女座星系团中亮蓝变星AT2017des的剧烈爆发，其峰值亮度逐年增强，可能预示最终爆炸。
2026-06-24 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
The Stellar Orbital Structure in Axisymmetric Galaxy Models with Supermassive Black Hole Binaries
在非球形星系中的特定的向心轨道族原则上可以通过三体散射驱动黑洞双星收缩其轨道，直到黑洞足够接近以强烈发射引力波。大多数这些研究依赖于静态SMBH嵌入星系势的轨道分析来支持这一观点;然而，当第二个SMBH进入中心时，这些轨道如何转变尚不清楚，因此我们对哪些轨道实际上与SMBH双星相互作用的理解并不是铁板一块。在这里，我们分析了两个扁平的星系模型，一个有一个单一的SMBH和一个二元，以确定哪些轨道实际上与SMBH二元相互作用，以及它们如何与单一SMBH嵌入模型中预测的集合进行比较。我们发现预测与二进制和那些实际上是分散的二进制，在能量和LZ分布，其中LZ是恒星粒子的角动量的Z分量的嗜中心轨道之间的密切对应关系。一个小问题：由于质量更大，双星SMBH的影响半径大约是单SMBH模型的4倍，这使得双星可以从更大的轨道库中吸取能量进行散射。在预测粒子和散射粒子中，近一半的粒子具有混沌轨道，40%的粒子具有fx：fy=1：1的轨道，10%的粒子具有其它的共振轨道。
2018-05-10 astro-ph.GA
The Millennium Galaxy Catalogue: The $M_{bh}$--$L_{spheroid}$ derived supermassive black hole mass function
利用最近修正的超大质量黑洞质量与宿主椭球体光度之间的经验关系，对千年星系表中的1743个星系进行了超大质量黑洞质量的估算. MGC球状体光度是基于$R^{1/n}$ -凸起加指数圆盘分解。大多数黑洞质量位于$10^6 M_{\odot}$和$2\times10^9 M_{\odot}$的上限之间。使用先前确定的空间密度权重，我们推导出SMBH质量函数，我们适合与Schechter函数。在$10^6< M_{bh}/ M_{\odot} < 10^{10}$上积分黑洞质量函数，得到早型星系的超大质量黑洞质量密度为（$3.8 \pm 0.6) \times 10^5 h^{3}_{70} M_{\odot}$ Mpc $^{-3}$，晚型星系的质量密度为（$0.96 \pm 0.2) \times10^5 h^{3}_{70} M_{\odot}$ Mpc $^{-3}$.误差估计从Monte Carlo模拟，其中包括在$M_{bh}$ - $L$关系的不确定性，宿主球体的光度和内在的$M_{bh}$ - $L$关系的散射。假设超大质量黑洞是通过重子吸积形成的，我们发现（$0.008\pm0.002) h_{70}^{3}$ %）的宇宙重子目前被锁定在超大质量黑洞中。这一结果与我们先前基于$M_{bh}$-$n$（S{é}rsic index）关系的估计一致。
2009-08-14 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
A Bayesian approach to the halo galaxy - supermassive black hole connection through cosmic time
使用经验星系演化模型研究暗物质晕、星系与超大质量黑洞的共同演化，通过贝叶斯方法校准重子过程规则，重现了关键观测结果并预测了JWST和Euclid巡天的预期源数量上限。
2024-12-19 astro-ph.CO astro-ph.GA
Supermassive black hole feeding and feedback observed on sub-parsec scales
通过亚毫米干涉观测，在圆规星系亚秒差距尺度上直接分辨黑洞吸积内流，发现仅不到3%被吸积，其余由多相外流反馈给宿主星系，且引力不稳定的气体盘驱动吸积。
2023-11-13 astro-ph.GA
Exploring supermassive black hole physics and galaxy quenching across halo mass in FIRE cosmological zoom simulations
来自吸积超大质量黑洞（SMBH）的反馈被认为是大质量星系淬灭的主要驱动力，但将SMBH物理学应用于星系形成模拟的最佳方法仍然不明确。作为真实环境中的反馈（FIRE）项目的一部分，我们在一套$\sim500$宇宙学放大模拟中探索了不同建模选择对SMBH吸积和反馈的影响，这些模拟涵盖了大范围的晕质量（10^10-10^13 Msun）。在套件中，我们不同的BH吸积和反馈，吸积效率，和强度的机械，辐射和宇宙射线反馈的数值方案独立。然后，我们将结果与观测到的星系尺度关系进行比较。我们发现几个模型，满足观测约束条件，并在不同的反馈通道的能量是物理上合理的。有趣的是，被SMBH加速的宇宙射线在许多成功的模型中扮演着重要的角色。然而，它是不平凡的复制跨晕质量的标度关系，许多模型的变化产生定性不正确的结果，无论参数的选择。恒星和黑洞质量的增长是密切相关的：例如，过大质量的黑洞倾向于过度淬灭星系。BH质量在高质量晕中受吸积效率选择的影响最大，但在低质量晕中受反馈效率的影响最大。在低质量晕中，SMBH反馈对恒星形成的抑制量主要取决于时间积分反馈能量。对于大质量星系，模型的“响应性”（即黑洞对可供吸积的气体的响应速度和强度）是淬灭的另一个重要因素。
2022-03-11 astro-ph.GA
Supermassive black hole wake or bulgeless edge-on galaxy? II: Order-of-magnitude analysis of the two physical scenarios
该研究通过概率分析比较了vD23天体两种解释：逃逸超大质量黑洞尾迹或无核球侧向星系，发现后者概率高出约11个数量级，奥卡姆剃刀原则支持侧向星系解释。
2023-09-05 astro-ph.GA
Triaxial Orbit-based Dynamical Modeling of Galaxies with Supermassive Black Holes and an Application to Massive Elliptical Galaxy NGC 1453
在轴对称假设下，利用轨道叠加技术得到了大部分邻近超大质量黑洞质量的恒星动力学测定。然而，很少有星系--特别是大质量的早期星系--遵守精确的轴对称。在这里，我们提出了一个修改后的轨道叠加代码和一个新的方法来动态确定的内在形状和质量参数的三轴星系的空间分辨恒星运动学数据的基础上。这里描述的三轴TriOS代码纠正了原始van den Bosch等人（2008年）代码中的一个错误，该错误导致三轴模型中大多数轨道的预测不正确，并可能显著影响参数碰撞参量。修订后的代码还包含轨道采样，质量约束和运行时间的显着改进。此外，我们引入了两个新的参数搜索策略-一组新的三轴形状参数和一种新的无网格采样技术-一起导致在定位最佳拟合模型的效率显着提高。我们将更新的代码和搜索方法应用于NGC 1453，一个快速旋转的大质量椭圆星系。完整的6D参数搜索找到固有轴比的$p=b/a=0.933^{+0.014}_{-0.015}$和$q=c/a=0.779\pm0.012$，以及三轴度参数的$T=0.33\pm0.06$。尽管偏离轴对称，最佳拟合SMBH质量，恒星质光比和NGC 1453的暗物质封闭质量与轴对称结果一致。在得出一般性结论之前，需要对轴对称和三轴模型进行更多的比较。
2021-12-20 astro-ph.GA
TRINITY VI: Connection between Galaxy Star Formation Rates and Supermassive Black Hole Accretion Rates from z=0-10
本文利用TRINITY模型研究z=0-10星系恒星形成率与超大质量黑洞吸积率的关系，揭示两者比率随红移的演化规律，并为z>6大质量类星体的形成提供了暗物质晕快速增长的统一解释。
2025-02-10 astro-ph.GA
The Role of Nuclear Star Clusters in Enhancing Supermassive Black Hole Feeding Rates During Galaxy Mergers
在星系合并期间，气体落到中心，引发恒星形成，并为超大质量黑洞（SMBH）的快速增长提供了养分。SMBH通过将能量供应回环境气体来响应这种加燃料。数值研究表明，这种反馈是必要的，以解释为什么SMBHs的属性和形成的凸起是密切相关的。SMBH的质量与宿主的大尺度动力学和光度之间的这种密切联系已经被证明是一个难以解决的问题，因为无法同时解决所有相关的长度尺度。在本文中，我们模拟SMBH的增长在高分辨率与{\it FLASH}，占核星团（NSCs），这似乎是无处不在的星系核的引力聚焦效应。在模拟中，NSC核心通过约0.001 pc或集群半径的约$10^{-3}$的最小小区大小来解析。我们讨论了有效的气体漏斗发生所需的条件，这主要是由NSC的速度色散和当地的声速之间的关系为主，并提供了一个次网格处方的增强中央SMBH吸积率在NSC的存在。对于合并星系中心的持续条件，NSC中产生的大中心气体密度应该会产生大幅增强的嵌入式SMBH吸积率-对于类似于大规模星系合并模拟中的气体性质，可以实现高达一个数量级的增加。这自然会导致更快的黑洞增长率和更高的光度比常用的邦迪-霍伊尔-利特尔顿吸积形式主义的预测。
2015-02-11 astro-ph.GA
Supermassive Black Hole Binaries: Environment and Galaxy Host Properties of PTA and eLISA sources
对于脉冲星定时阵列（PTA）和天基（SB）探测器来说，一旦超大质量黑洞（BH）双星达到<<1 pc的间隔，它们将构成最强的引力波（GW）源。虽然BH双星的合并构成了宇宙学标准模型和星系合并的自然结果，它们的动力学演化仍然知之甚少，因此它们在不同阶段的丰度。我们使用一个动力学模型的BH二进制的衰变加上宇宙学模拟和半经验的方法，以占领晕的星系和BH，为了遵循的性质分布的星系托管BH二进制候选人的演化衰变由于GWs的排放。我们的模型允许我们放松简化假设的双星在星系中的占领和他们的质量，以及红移的演变。继先前提出的电磁（EM）签名的二进制subpc政权，包括光谱特征和变化，我们可能的分布模型，这样的签名，也设置上限，其寿命。我们发现了一个双峰分布的主机属性，对应于BH二进制文件适合被检测到的PTA和检测的只有从空间任务，eLISA。虽然已经讨论过eLISA源的峰值可能发生在高z，但我们表明，在附近的宇宙中必须有一个这样的源的人口，可能会显示出可检测的EM签名，代表多信使天体物理学的重要实验室。我们发现了一个弱的依赖星系主机属性的双星占领，可以追溯到BH的起源。这里报告的主机相关性与预期的EM信号相结合，可能有助于验证附近GW候选者的存在，并将其与“常规”的活动星系核内在变异性区分开来。
2014-10-14 astro-ph.GA
Relics of Supermassive Black Hole Seeds: The Discovery of an Accreting Black Hole in an Optically Normal, Low Metallicity Dwarf Galaxy
在局部低质量星系中发现和表征超大质量黑洞对于我们理解超大质量黑洞的起源至关重要。这种说法假设低质量星系有一个相对平静的宇宙历史，因此它们的黑洞没有经历显著的增长，因此可以被视为原始SMBH种子的遗迹。虽然最近的研究在不断增长的矮星系中发现了活动星系核（AGN）的光学特征，但这些研究对低金属量和相对无合并的星系有偏见，因此错过了寻找SMBH种子遗迹的人口统计。在这里，我们报告的[ \ion{Si}{6} ]1.963~ $μ$ m日冕线（CL）的检测，星系SDSS~J160135.95+311353.7，附近的低金属丰度星系（$z=0.031$）的恒星质量约一个数量级低于大麦哲伦星系（$M_*\approx10^{8.56}$ ~M $_\odot$），没有活动星系核的光学证据的活动星系核的一个强大的指标。CL探测所暗示的活动星系核的辐射热光度是$\approx10^{42}$ ~erg~s $^{-1}$，这正是基于对活动星系核的充分研究，根据其近红外连续辐射所预测的。我们的结果与质量为$\approx~10^5$ ~M $_\odot$的黑洞一致，符合基于其恒星质量的预期。这是第一次在低质量、低金属丰度的星系中探测到近红外CL，而没有活动星系核活动的光学证据，这证实了当光学诊断失败时，红外CL在低质量星系中寻找活动星系核的实用性。这些观测结果突出了在JWST时代寻找低质量黑洞的强…
2021-04-12 astro-ph.GA
