Measuring supermassive black hole peculiar motion using H$_2$O megamasers
活动星系核（AGN）吸积盘中$_2$ O超脉泽表现出绕中心超大质量黑洞（SMBH）的开普勒旋转。这种圆盘微波激射器系统是诊断SMBH运动状态的极好工具，它们目前提供了银河系外SMBH速度的唯一直接和明确的测量。利用空间分辨HI盘模型、空间积分HI轮廓拟合、光学谱线和连续谱拟合相结合的方法，测量了10个脉泽盘系统的星系后退速度。在比较SMBH的速度，它们的宿主星系，我们发现两个（出10）系统-J 0437 +2456和NGC 6264 -其中SMBH和星系的速度显示出统计上显着的（$>$ 3 $σ$）差异。对于NGC 6264，视速度偏移可能可以通过宿主星系内的电离气体运动来解释（例如，AGN-driven shocks）。然而，对J 0437 +2456的速度测量表明，SMBH的特有速度为$69.6 \pm 12.7$ km s $^{-1}$（5.5 $σ$）。因此，我们认为J 0437 +2456是一个有希望的候选人主办无论是反冲或二进制SMBH，但额外的观测是必要的，以排除星系衰退速度和使用光谱测量的系统之间的偏移的可能性。
2018-07-12 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
Predicting Supermassive Black Hole-Host Mass Offsets from Broadband Photometry Across Cosmological Simulations with Forecasts for LSST
Independent Researcher
本文通过训练集成机器学习分类器，利用LSST光谱带预测区分超大质量黑洞生长模式，验证了光度学排序在不同子网格反馈模型下的稳定性。
2026-09-25 astro-ph.GA astro-ph.IM
Kinematically Identified Recoiling Supermassive Black Hole Candidates in SDSS QSOs with z $<$ 0.25
我们利用$z<0.25$进行谱分解，在SDSS类星体中寻找反冲超大质量黑洞（rSMBH）.在1271个类星体中，我们已经确定了26个rSMBH候选者正在向我们退缩。预计反冲速度范围为$-76\ \kms$至$-307\ \kms$，平均值为$-149\pm58\ \kms$。大多数rSMBH候选者由富含气体的LIRGs/ULIRGs主持，但只有23%的它们显示出潮汐特征的迹象，这表明它们中的大多数是高级合并。我们发现，黑洞质量$M_{BH}$的rSMBH候选人的平均$\sim$ 5倍小于其固定的同行，并导致分散的$M_{BH}-σ_*$关系。所有rSMBH候选者的爱丁顿比都大于0.1，平均值为0.52 $\pm$ 0.27，表明它们正在积极地吸积质量。高激发日冕线的速度变化表明，rSMBH候选者反冲的平均速度约为$-265\ \kms$。H II rSMBH候选者的窄线区电子密度约为AGN rSMBH候选者的1/10，这可能是因为前者的活动星系核比后者的空间偏移更大。rSMBH候选星系与主星系中心之间的空间偏移估计值为0.21 \as \~ 1.97 \as \，需要用高分辨率自适应光学成像观测进行空间确认。
2016-04-19 astro-ph.GA
Variations of Broad Emission Lines from periodicity QSOs under the interpretation of supermassive binary black holes with misaligned circumbinary broad line regions
具有周期光变曲线的类星体被认为是超大质量双黑洞系统的候选者。进一步确认的一种方法可能是搜索其他特征签名，例如在其宽发射线（BEL）中的那些签名，如果有的话，这需要彻底了解BEL对BBH系统的响应。在Ji et al.（2021）中，我们研究了在相对论多普勒增强（BBH-DB）和内禀变分（BBH-IntDB）主导的连续变分机制下，环双星宽线区（BLR）对中心活动次级黑洞的响应，假设BLR的中间平面与BBH轨道平面对齐。在本文中，我们探讨了如何BEL配置文件变化时，BLR是从BBH轨道平面与不同的偏移角下BBH-DB和BBH-IntDB的情况。给定BBH轨道面倾角一定，在两种情况下产生的边缘光变曲线和相似的连续光变曲线中，偏转角的增加使得环双星BLR的初始张开角由于BBH系统引起的轨道进动而增大，特别是对于内部区域的云，这导致BBH-DB模型的洛伦兹类BEL分布，但在垂直BLR情况下BBH-IntDB模型的高斯类分布。对于BBH-DB场景，轮廓变化的幅度随着偏移角的增加而减小，而对于BBH-IntDB场景，轮廓变化的幅度几乎保持恒定，因为多普勒增强效应是运动方向优选的，但固有变化是各向同性辐射的。如果环双星BLR是由一个共面和一个垂直分量组成的，它们的云的数量遵循BBH的质量比，那么双BLR的功能是更重要的BBH-IntDB模型，需要更大的质量比，以产生类似的连续变化比BBH-DB模型…
2021-10-21 astro-ph.GA
Recoiling supermassive black hole in changing-look AGN Mrk 1018
Mrk 1018的光谱类型从1.9型转变为1型，并在40年的时间内恢复到1.9型。我们已经调查的物理机制负责的光谱变化Mrk 1018通过分析档案光谱和成像数据。两个运动学上不同的宽线组件，蓝移和红移的组件，被发现从光谱分解。宽线速度偏移随时间的变化曲线显示出一种特征模式。提出了一个振荡反冲超大质量黑洞（rSMBH）方案来解释观测到的宽发射线速度偏移。通过贝叶斯马尔可夫链蒙特卡罗模拟得到了最佳拟合轨道参数，发现rSMBH有一个周期为$\sim$ 29年的高偏心轨道.由H $β$宽谱线的变化所追踪的活动星系核活动在周期的开始和结束时迅速增加和减少，并在周期的开始和接近结束时出现两次峰值。在周期的开始和结束时（当其光谱类型为1.9型时）的消光被发现由于覆盖因子的增加而增加。由近心通过引起的吸积盘的扰动可以合理地解释Mrk 1018活动星系核的活动和光谱变化。目前，Mrk 1018的光谱类型是1.9型，我们不知道它是否会在未来重复类似的光谱变化模式，但如果是这样，那么光谱类型将在2020年中期左右转向1型。
2018-05-14 astro-ph.GA
Constraints on galileons from the positions of supermassive black holes
伽利略子是服从伽利略子对称性$φ\to φ+ b + c_μx^μ$的标量场理论，如果它们的动力学项具有反符号，则能够自加速。这些理论违反了强等效原理，使得黑洞（BH）不耦合到伽利略场，而非相对论性物体则经历相对于重力具有$ΔG / G_{\rm N}$强度的第五种力。对于在伽利略场中下降梯度的星系，这导致星系中心与其宿主超大质量BH之间的偏移。我们通过一套约束N体模拟（我们称之为CSiBORG）重建了局部引力场和伽利略场，并在星系的基础上为这些偏移量开发了一个基于蒙特卡罗的前向模型。使用从文献中测量的光学中心和活动星系核的1916个星系之间的偏移，传播的不确定性的输入量和边缘化的经验噪声模型描述天体物理和观测噪声，我们约束的Galileon耦合$ΔG / G_{\rm N} < 0.16$在$1σ$置信度的Galileons交叉尺度$r_{\rm C} \gtrsim H_0^{-1}$。
2021-01-15 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
2MASX J00423991+3017515: An offset active galactic nucleus in an interacting system
对异常的活动星系核（2 MASX J 00423991 +3017515）进行了光谱和成像研究。这个活动星系核是斯威夫特BAT全天巡天在硬X射线中新发现的，它是在一个与附近伴星相互作用的边缘盘星系中发现的。在这里，我们分析了该系统获得的第一个光谱（拍摄于2011年和2016年），哈勃太空望远镜和钱德拉X射线天文台拍摄的高分辨率成像，以及超大型阵列的1”成像。发现了两个独特的性质：宽Balmer发射线（与非常靠近超大质量黑洞的气体轨道有关）的峰值从相应的窄线发射和宿主星系吸收蓝移了1540 km/s，AGN在空间上从其宿主星系的表观中心位移了3.8 kpc。我们探索了几种解释这些特征的方案，以及其他异常，并提出2 MASX J 00423991 +3017515可能是一个活动星系核，具有异常强风，存在于一个独特配置的主要合并中，或者它是一个活动星系核，从三个引力“弹弓”中反冲出来，体的相互作用，或者由于两个前身超大质量黑洞合并后引力波的不对称发射而产生的反冲。
2021-02-26 astro-ph.GA
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
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
Disk Assembly and the M_BH-sigma Relation of Supermassive Black Holes
最近的哈勃太空望远镜（HST）观测表明，大多数z ~ 1-3的活动星系核（AGN）都存在于孤立的盘状星系中，这与通常认为活动星系核是由星系合并引发的观点相反。在这里，我们发展了一个新的测试的宇宙演化的超大质量黑洞（SMBH）在盘星系考虑本地人口的SMBH。我们表明，当盘组装时，螺旋星系中需要大量的SMBH增长。SMBH的质量与其所在椭球体的速度色散之间存在着密切的关系，即M_BH-σ关系。在盘状星系中，球状体是我们感兴趣的部分。我们探讨了当在M_BH-sigma关系上的凸起与SMBH一起形成，然后在它们周围慢慢地重新形成一个盘时，M_BH-sigma关系的演化。盘的形成压缩了凸起，提高了它的σ。我们提出的证据，这种压缩的形式更大的速度色散的经典凸起相比，在相同质量的椭圆星系。如果不伴随增加的M_BH，则该压缩导致M_BH-西格玛关系中的偏移。我们根据光度数据量化了预期的偏移，并表明，平均而言，SMBH必须增长约50-65%才能保持M_BH-sigma关系。我们没有发现经典的凸起和椭圆星系的M_BH-σ关系有明显的偏移，这意味着SMBH一直与盘一起生长。我们的模拟表明，SMBH增长是必要的本地人口的盘星系保持在M_BH-西格玛关系。
2013-01-12 astro-ph.CO astro-ph.GA
Off-centre supermassive black holes in bright central galaxies
利用Illustris-TNG300模拟与轨道积分，研究发现径向卫星星系并合是导致最亮团星系中黑洞偏心位移的主要机制，且该现象普遍存在并会抑制黑洞增长与反馈。
2023-04-11 astro-ph.CO astro-ph.GA
Astrometric Jitter as a Detection Diagnostic for Recoiling and Slingshot Supermassive Black Hole Candidates
本研究提出利用天体测量抖动差异识别星系核外AGN，应用于Pan-STARRS1数据发现五个逃逸SMBH候选体，并验证了该方法对未来LSST巡天的适用性。
2024-11-08 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
Determining sub-parsec supermassive black hole binary orbits with infrared interferometry
径向速度监测显示，在一些类星体中存在移动的宽发射线，这可能表明存在亚秒差距的双星系统。相位参考的近红外干涉观测可以通过测量宽发射线和热尘埃连续体之间的感光中心差来绘制双星轨道。我们表明，几年来的天体测量数据可能能够检测适当的运动和加速度，确认存在一个二进制和约束系统参数。当前候选者的亮度，红移和天体测量尺寸与升级后的VLTI/GRAVITY+仪器的能力很好地匹配，我们确定了10个可能候选者的第一个样本。天体测量特征依赖于超大质量黑洞双星系统中热尘埃辐射的形态和演化。测量的光心偏移可以揭示二进制的运动是否热尘排放区域是固定的内边缘的circumbinary磁盘，或移动响应于不断变化的照射模式从吸积二级黑洞。
2020-10-19 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
Spatially offset black holes in the Horizon-AGN simulation and comparison to observations
我们研究的星系和它们的超大质量黑洞（BH）的宇宙流体动力学模拟地平线AGN的中心之间的位移，并从文献中的各种观测。视界-活动星系核中的黑洞感受到一种次网格动力学摩擦力，这种摩擦力来自周围的气体，它阻止了反冲的黑洞被从星系中喷射出来。我们发现，i）空间偏移的黑洞的比例随宇宙时间增加，ii）黑洞生活在星系平面内的椭圆轨道上，其轨道半径随时间衰减，但在$z=0$附近停滞，iii）模拟中星系中心的偏移量远大于观测值。我们归因于失速的下落和过度的偏移量的事实，即从恒星和暗物质的动力学摩擦没有模拟，因此提供了一种方法来改善未来模拟的黑洞动力学。
2020-12-03 astro-ph.CO astro-ph.GA
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
ALMA and JWST Imaging of $z\ >\ 6$ Quasars: No Spatial Position Offset Observed Between Quasars and Their Host Galaxies
University of Arizona（亚利桑那大学）；University of Geneva（日内瓦大学）
该研究利用ALMA和JWST观测6个z > 6类星体，发现黑洞与宿主星系无空间偏移，揭示JWST观测的明显偏移源于尘埃遮挡，支持位置偏移短暂或罕见的理论模型。
2025-11-11 astro-ph.GA
A restless supermassive black hole in the galaxy J0437+2456
我们提出了一项观测活动的结果，以确认Pesce等人（2018）首次报道的J 0437 +2456中超大质量黑洞（SMBH）的特殊运动。深观测与阿雷西博天文台产生了检测中性氢（HI）的排放，从我们测量的衰退速度为4910公里秒$^{-1}$的星系作为一个整体。我们还获得了近红外积分场光谱观测的星系核与双子座北望远镜，产生空间分辨恒星和气体运动学的中心速度在最里面的半径（$0.1^{\prime \prime} \approx 34$ pc）为4860公里秒$^{-1}$。这两个测量结果显着不同的$\sim$ 4810公里秒$^{-1}$ H $_2$ O超脉泽速度的SMBH，支持先前的迹象之间的速度偏移SMBH和它的宿主星系。然而，这两个测量值也有很大的不同，星系作为一个整体表现出复杂的速度结构，这意味着该系统最近受到了动态干扰。这些结果清楚地表明，相对于星系的系统速度，SMBH并不是静止的，尽管移动SMBH的特殊性质--即，它是否追踪了正在进行的星系合并，一个双黑洞系统，或一个引力波反冲事件-仍然不清楚。
2021-01-20 astro-ph.GA
Dual core system candidates: a sample of objects with large velocity offset between absorption and narrow emission lines
School of Physics and Technology, Nanjing Normal University（南京师范大学物理科学与技术学院）；Guangxi Key Laboratory for Relativistic Astrophysics, School of Physical Science and Technology, GuangXi University（广西大学物理科学与技术学院相对论天体物理学重点实验室）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）
本研究从SDSS DR16中选取28个z<0.3、窄发射线与吸收线速度偏移>200 km/s的天体样本，通过分类与运动学分析支持双核心系统解释，为识别早期黑洞并合对提供依据。
2025-11-15 astro-ph.GA
Origins and Demographics of Wandering Black Holes
在罗慕路斯宇宙学模拟中，我们将游荡的黑洞定义为那些物理上偏离其晕中心的黑洞。与目前大多数其他可用的宇宙学模拟不同，黑洞是基于局部气体性质的种子，并允许动态演化而不固定在晕中心。跟踪这些黑洞使我们能够对偏移人口做出可靠的预测。我们发现游荡黑洞的数量与晕的质量大致成线性关系，因此我们预计在星系团晕中有数千个游荡黑洞。在当地，这些流浪者占当地黑洞质量预算的10%左右，一旦种子质量被占。然而，对于更高的红移（$z\gtrsim 4$），游荡的黑洞都超过和超越了它们中心的超大质量黑洞。我们发现，大多数游荡的黑洞仍然靠近种子质量，并且起源于先前被破坏的卫星星系的中心。虽然大多数没有保留一个解析的恒星对应物，但那些保留的恒星位于更远的维里半径的更大部分。具有较高光度的流浪者更倾向于在较低的半径，更大的质量，或者更接近其宿主的中平面，或者与恒星过密度有关。这个分析表明，我们目前对超大质量黑洞的普查是不完整的，而且可能存在大量的偏离中心的流浪者。
2021-03-22 astro-ph.GA
First direct dynamical detection of a dual supermassive black hole system at sub-kiloparsec separation
我们研究了最近在NGC 7727中发现的两个核是否都有一个超大质量黑洞（SMBH）。我们使用高空间分辨率模式的积分场摄谱仪MUSE的VLT在自适应光学模式，以解决恒星运动学的影响范围内的两个假定的黑洞。我们将运动学数据与基于HST的质量模型相结合，并使用Jeans模型来测量其SMBH质量。我们报告了在NGC 7727中发现的双SMBH系统。我们在星系核1的光度中心探测到一个SMBH，质量为$M_{\rm SMBH}=1.54^{+0.18}_{-0.15} \times10^{8}M_{\odot}$。在距主核500 pc的第二个核中，我们也发现了质量为$M_{\rm BH}=6.33^{+3.32}_{-1.40}\times10^{6}M_{\odot}$的SMBH的明确信号。两种SMBH均以高显著性检测。Nucleus 2的离轴特性使得对系统进行建模具有挑战性;但一些鲁棒性测试表明，需要黑洞来解释运动学。偏移的Nucleus 2中的SMBH占其总质量的3.0%，这意味着其SMBH与$M_{\rm BH}-M_{\rm Bulge}$标度关系相比质量过大。这证实了它是一个与NGC 7727合并的星系的幸存核星团。这一发现是第一个动态确认的双SMBH系统，预计距离小于1千秒差距，最近的动态确认的双SMBH距离为27.4Mpc。第二个核心处于螺旋的高级状态，它最终将导致1：24质量…
2021-11-29 astro-ph.GA
Recoiling Supermassive Black Holes: a search in the Nearby Universe
由于引力波的各向异性发射，双黑洞的合并可以伴随着巨大的引力反冲。一个反冲的超大质量黑洞（SBH）随后可以在其宿主星系的势阱中经历长寿命的振荡，这表明偏移的SBH可能在大质量椭圆星系的核心中很常见。我们已经分析了14个附近的核心椭圆星系的HST档案图像，发现其中10个星系的活动星系核（定位SBH）和星系中心（平均光心）之间存在小（$\lesssim 10$ pc）位移的证据。排除可能受大尺度等照度线不对称影响的物体，我们认为有六个星系检测到位移，包括M87，Batcheldor等人在2010年报告了位移。在个别物体中，这些位移可以归因于在最后几个Gyr内的主要或次要合并之后的剩余引力反冲振荡。对于合理的合并率，但是，有一个更大的位移比观察到的可能性很高，如果SBH合并发生在这些星系。值得注意的是，活动星系核的光心位移近似与六个星系中的四个的射电源轴对齐，其中三个具有相对强大的kpc级喷流。这表明无线电喷流功率的内在不对称性是一种可能的位移机制，尽管重力反冲也可能近似对齐。SBH双星的轨道运动和与大质量扰动的相互作用可以产生观测到的位移振幅，但不能提供一个现成的解释的路线。
2014-09-13 astro-ph.GA
Quashing a suspected selection bias in galaxy samples having dynamically-measured supermassive black holes
本研究针对有动力学测量黑洞质量的早型星系样本疑似存在的选择偏差问题，通过交叉匹配S⁴G与SDSS星系样本验证发现，此前的恒星质量偏移源于光学与红外观测使用的质光比不一致，纠正了相关本征关系推导的错误假设，并强调了υ项在避免质光比失配中的作用。
2022-10-06 astro-ph.GA
Evidence of runaway gas cooling in the absence of supermassive black hole feedback at the epoch of cluster formation
宇宙学模拟以及越来越多的观测证据表明，超大质量黑洞在整个宇宙时间内对恒星的形成起着根本性的调节作用。这在星系团的例子中得到了清楚的证明，在星系团中，来自中央黑洞的强大反馈阻止了热的星系团内气体灾难性地冷却，从而使预期的恒星形成率降低了几个数量级。然而，这些结论几乎完全基于附近的星团。基于新的钱德拉X射线观测，我们提出了第一个观测证据的大规模，失控冷却发生在没有超大质量黑洞反馈的高红移星系团SpARCS104922.6+564032.5（$z=1.709$）。炽热的团内气体似乎正在为恒星形成的大规模爆发（$\approx900$ ~M $_\odot$ yr $^{-1}$）提供燃料，该爆发与中央星系的距离相差数十kpc。爆发与最冷的星系团内气体是同空间的，但与星系团中的任何星系都不相关。在不到1亿年的时间里，这种失控的冷却可以形成与银河系相同数量的恒星。因此，团内恒星不仅是由潮汐剥离和星系团的分裂产生的，也可以由早期热的团内气体失控冷却产生。总的来说，这些观测结果显示了当超大质量黑洞反馈在星系团中失效时的巨大影响。他们指出，在最高密度的星团和原星团中，失控的冷却可能是早期宇宙中恒星形成大规模爆发的一种新的重要机制。
2020-07-30 astro-ph.GA
The spatially offset quasar E1821+643: New evidence for gravitational recoil
星系合并预计将导致形成一个超大质量黑洞（SMBH）的二元体，它本身最终通过各向异性发射的引力波合并。这可能导致合并的SMBH接收到约100 - 1000 km/s的反冲速度，导致它在宿主星系的引力势中振荡。明亮的类星体E1821+643，通过分光偏振观测被确定为SMBH反冲候选者，在直射光和散射光中显示出宽发射线的多普勒频移，与类星体核和宿主星系之间2100 km/s的相对速度一致。在本文中，我们试图检测预期的空间位移使用的组合光谱天体测量和哈勃太空望远镜（HST）的窄带图像。天体光谱测量揭示了类星体核和气体之间的相对空间位移，向西北方向发射~ 130 mas（~ 580 pc）的[OIII] 4959，5007线。我们的HST图像在亚弧秒尺度上解析了[OIII]发射，表明它是不对称分布的，从东北向西延伸到距核约0.5 - 0.6”的径向距离。基于HST [OIII]图像的模拟光谱天文学观测表明，只有一小部分测量的位移可以归因于非对称[OIII]发射。因此，这种位移似乎是类星体核相对于窄线区域的真实空间偏移，假设位于主星系中心，进一步支持了合并后SMBH的引力反冲发生在E1821+643的解释。
2021-07-30 astro-ph.GA
The Intriguing Parsec-Scale Radio Structure in the "Offset AGN" KISSR 102
我们报告了一个有趣的秒差距尺度的无线电源的检测“偏移活动星系核”的候选人，KISSR 102。椭圆形的宿主星系包括两个光学核，分别位于东南和西北方向，投影距离为1.54 kpc，N1和N2。在这个LINER星系的1.5和4.9 GHz的相位参考VLBA观测中，在1.5 GHz的4.8秒差距处检测到了双射电分量（A和B），以及另一个在4.9 GHz的部分分辨的双射电结构，与较亮的射电分量A重合。这些无线电探测仅限于光学核N1。所有被探测到的射电成分的亮度温度都很高，为$\gtrsim10^8$ K，这与它们是射电活动星系核的成分是一致的。1.5-4.9 GHz频谱指数对于分量A是反转的（$α\sim+0.64\pm0.08$），并且对于分量B是陡峭的（$α\lesssim-1.6$）。A和B光谱指数的剧烈变化与它是来自单个活动星系核的典型“核心喷流”结构或致密对称天体的小瓣不一致。为了与“核心-射流”结构一致，KISSR 102中的射流将需要经历与致密周围介质的强烈射流-介质相互作用，从而导致射流的急剧光谱陡化。或者，结果可能与秒差距尺度的射电双星活动星系核的存在相一致，这是在KISR 102中心涉及三个超大质量黑洞的三体相互作用的最终结果。
2020-01-09 astro-ph.GA
On the Connection between Supermassive Black Hole and Galaxy Growth in the Reionization Epoch
超大质量黑洞（SMBH; $\mathcal{M}_{\rm BH}$）和它们的宿主星系（$\mathcal{M}_\star$）在再电离时期的质量之间的相关性为它们的早期生长提供了有价值的约束。高红移类星体的$\mathcal{M}_{\rm BH}$ / $\mathcal{M}_\star$比值通常比本地值高得多。然而，对于最遥远的类星体来说，这种明显的偏移在多大程度上是由观测偏差驱动的尚不清楚。为了解决这个问题，我们的样本选择和测量偏差的汇编在$z\sim6$主机属性的基础上ALMA观测的类星体。我们发现，观测到的类星体在$\mathcal{M}_{\rm BH} - \mathcal{M}_\star$平面上的分布可以通过假设$z\sim6$上的SMBH布居遵循局域宇宙中的关系来再现。然而，$\mathcal{M}_{\rm BH}$ / $\mathcal{M}_\star$的正向或甚至负向演变也可以解释数据，这取决于固有散射是否演变以及各种系统不确定性的强度。为了打破这些简并性，需要提高质量测量的准确度，并将当前样品扩展到较低的$\mathcal{M}_{\rm BH}$限值。此外，假设辐射效率为0.1，类星体占空比从活跃的SMBH分数估计，在$\mathcal{M}_{\rm BH}$ / $\mathcal{M}_\star$显着的离群值倾向于移动到本地的关系给定…
2022-05-29 astro-ph.GA
Tracking the assembly of supermassive black holes: a comparison of diverse models across cosmic time
Yale University（耶鲁大学）；Harvard University（哈佛大学）；Flatiron Institute（平顿研究所）；The City University of New York（纽约市立大学）；Space Telescope Science Institute（太空望远镜科学研究所）
研究通过比较多种模型，揭示了超大质量黑洞在不同宇宙时间尺度上的组装过程，发现Dark Sage模型在某些方面与观测数据一致，但存在显著差异。
2025-04-15 astro-ph.GA
Dust-enshrouded star near supermassive black hole: predictions for high-eccentricity passages near low-luminosity galactic nuclei
超大质量黑洞存在于星系的核心，在那里它们通常被一个核团和一个气体和尘埃的团环所包围。相互作用可以使一些恒星沿着一条直线冲向黑洞。我们模拟了一个尘埃笼罩的恒星的近心点通道，在此期间，尘埃信封成为拉伸潮汐力，并与周围介质的相互作用的影响。特别是，我们探讨在何种条件下，这些遭遇会导致增强吸积活动的时期。我们讨论了不同的情况下，这样一个充满灰尘的来源。为此，我们对Swift集成包进行了修改。云的元素被建模为代表与光学薄气体环境相互作用的尘埃成分的数值粒子。我们确定的总质量的尘埃成分，是从原来的路径在通过近心点在$\sim 10^3$史瓦西半径的通道转移的分数，并发现，尘埃的主要部分（$\gtrsim 90\%$其质量）显着影响后的第一个交叉。在第二通道处捕获的质量分数通常降低到非常低的值。作为一个例子，我们预测的尘埃源的演变假设目前的轨道参数的G2云（也被称为尘埃S-集群对象，DSO）在我们的银河系中心。无核云与超大质量黑洞的相遇很可能是一个不重复的事件：云被摧毁。然而，在被尘埃包裹的恒星中，有一部分包层在近心点通过后仍然存在。我们讨论了偏离部分的质量中心和恒星之间沿偏心轨道的$\lesssim 0.3$角秒的偏移。最后，我们研究了一个有趣的可能性，一个双星嵌入在一个共同的风信封，成为分散在近心点通道。
2014-04-03 astro-ph.GA
A Radio Relic and a Search for the Central Black Hole in the Abell 2261 Brightest Cluster Galaxy
我们目前的VLA图像和HST/STIS光谱的Abell 2261中最亮的星团星系（BCG）的中心内的源。获得这些观测结果是为了检验其超大扁平核心反映了其超大质量黑洞的喷射的假设。研究人员对嵌入核心的四个最明亮的“结”中的三个进行了光谱分析，以测试其中一个是否代表了与一个位移的大质量黑洞相连的恒星。这三个节点与BCG的径向速度偏移dV < ~150 km/s。纽结2和3的运动学、颜色和恒星质量与坠落的低质量星系或更大的剥离星系团成员一致。然而，纽结1的恒星速度色散存在很大的误差，这意味着我们不能排除它拥有一个大质量黑洞的假设。A2261-BCG有一个紧凑的，遗留的无线电源，从光学核心的中心偏移了6.5 kpc（投影），但没有活动的无线电核心，可以将银河系中心的黑洞精确定位到4800万年前的10 GHz通量极限<3.6 uJy. Its spectrum and morphology are suggestive of an active galactic nucleus that switched off >，平均分配条件下的磁场为15 uG。这些观测结果仍然与核黑洞已经从其核心喷射出来的假设相一致，但是定位超大质量黑洞或证明A2261-BCG缺乏一个黑洞的关键任务仍然有待完成。
2017-09-21 astro-ph.GA
Hunting Wandering 3<z<8 Black Holes: Spatial Offsets in Ionization Ratio and Continuum Emission
The University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）；MIT Kavli Institute for Astrophysics and Space Research（麻省理工学院卡弗里天体物理与空间研究所）；University of Connecticut（康涅狄格大学）；University of Kansas（堪萨斯大学）；The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）
利用JWST NIRSpec光谱分析90个高红移星系，通过[OIII]/Hβ空间峰值与恒星连续谱中心的空间偏移，识别出约30%的星系存在显著电离比峰值，其中46%显示空间偏移，为早期超大质量黑洞的游荡现象提供观测证据。
2026-07-21 astro-ph.GA
Investigating the Candidate Displaced Active Galactic Nucleus in NGC 3115
附近的星系NGC 3115包含一个已知的无线电发射，低光度的活动星系核（AGN），最近被声称拥有一个候选AGN，距离星系的光学光心位移14.3 pc。我们的目标是了解这是否代表一个单一的偏移活动星系核，一个围绕中心黑洞运行的活动星系核，或者其他什么。我们提出了一个新的，敏感的（RMS = 4.4 $μ$ Jy束$^{-1}$）10 GHz的图像，发现只有一个活动星系核的证据。我们对$L_{10~\rm{GHz}}<5.8\times10^{33}$尔格/秒的次级超大质量黑洞的射电光度作了严格的限制。对这个星系中射电源核心、X射线核和恒星核球的相对位置的分析表明，射电源位于星系核球的中心，并且没有偏离星系核球。这提供了一个论点，反对在NGC 3115中的单偏移活动星系核，但没有提供确凿的证据，反对所谓的偏移活动星系核作为一个内螺旋次级黑洞。
2019-02-26 astro-ph.GA astro-ph.HE
Photometry and Kinematics of Self-Gravitating Eccentric Nuclear Disks
仙女座星系拥有一个细长的核心，（至少）有两个不同的亮度峰值。双核可以解释为在围绕中心黑洞的轨道上，有一个厚厚的、近轴排列的恒星偏心核盘。几个邻近的早型星系有类似的不对称核特征，表明可能存在偏心核盘。我们创建模拟的光度（表面密度）和运动学（视线速度）地图偏心核盘使用N体模拟。我们从不同的视线成像我们的模拟，以便将它们分类为双核，偏移核，和中心核。我们探讨了质量分离对光度图的影响，发现较重的恒星集中在较亮的峰值。偏心核盘中的平均视速度值低于围绕超大质量黑洞的圆环。速度色散值更高，在超大质量黑洞的位置达到峰值，这通常与测光中的峰值不匹配。
2021-08-06 astro-ph.GA
The Nature of Active Galactic Nuclei with Velocity Offset Emission Lines
我们获得了Keck/OSIRIS近红外自适应光学辅助积分场光谱探测的形态和运动学的电离气体在四个速度偏移的活动星系核（AGN）从斯隆数字巡天。这些物体具有光发射线，从恒星吸收特征测量的系统速度偏移。在~0.18”的分辨率下，OSIRIS使我们能够区分哪些速度偏移发射线是由双超大质量黑洞系统中活动星系核的运动产生的，哪些是由外流或其他运动学结构产生的。在J1018+2941，J1055+1520和J1346+5228三个星系中，发射线的光谱偏移是由活动星系核驱动的外流造成的。在剩下的星系J1117+6140中，观测到一个反向旋转的核盘，其中包含距离星系中心0.2”的Pa $α$发射峰。对于这个在空间和运动学上偏移的峰值的起源，最合理的解释是，它是一个位于星系核盘和棒之间的交叉区的Pa $α$发射增强的区域。在所有四个对象中，电离气体发射的峰值在空间上与星系中心不一致，这是由近红外连续谱发射的峰值所追踪的。电离气体发射的峰值在空间上偏离星系中心0.1 - 0.4”（0.1-0.7 kpc）。我们发现，速度偏移起源于该发射峰的位置，并且偏移的值可以在速度图中直接测量。这四个速度偏移活动星系核的发射线比只能用激波和活动星系核光电离的混合物来再现。冲击提供了一个自然的解释起源的空间和光谱偏移的电离气体排放在这些星系的峰值。
2016-06-23 astro-ph.CO astro-ph.GA
Multiphase gas offsets in the atmospheres of central galaxies and their consequences for SMBH activation I. The hot and warm ionized gas phases
本研究通过多波段高分辨率观测分析25个冷核星系群/团的多相气体与SMBH的空间偏移，发现热气体偏移主要由晃动驱动，且温气体集中程度与射电噪SMBH活动密切相关，支持冷模式吸积图景。
2025-10-01 astro-ph.GA
Discovery and Characterization of Galactic-scale Dual Supermassive Black Holes Across Cosmic Time
本文探讨了利用Roman的高纬度广域巡天在宇宙各时期发现并表征星系尺度双超大质量黑洞对，以理解SMBH形成和AGN燃料补给的科学机遇与技术要求。
2023-06-27 astro-ph.CO astro-ph.GA
The interplay between a galactic bar and a supermassive black hole: nuclear fueling in a sub-parsec resolution galaxy simulation
通过对亚秒差距分辨率的类银河系模拟的分析，我们研究了大尺度动力学和气体向中心黑洞的燃料供应之间的联系。这使我们能够在各种尺度上遵循一组过程（例如，通过大尺度杆触发向内的气体运动朝向内部共振，通过小螺旋连接到中心黑洞）。这种模拟提供了进一步的见解剪切的作用，抑制恒星形成的酒吧内的区域有显着的气体量。我们还见证了中央气体和核团通过与黑洞的相互作用与大尺度圆盘的解耦。这种质量分布的对称性破坏触发了气体团的形成，这些气体团以随时间变化的250 pc环状结构组织起来，黑洞从其中心偏移约70 pc。一些团块形成恒星，而大多数则被破坏或合并。超新星反馈进一步产生气泡和细丝，一些气体被排出到星系平面以上100 pc或更高。这有助于消除气体的角动量，使其更接近中心的暗物质。部分降落的气体正在被吸积，在黑洞周围形成一个10 pc的极盘状结构，导致恒星形成的一幕。这就产生了具有显著不同角动量矢量的多个恒星星族，并可能导致黑洞的燃料供给的自然不稳定性。
2014-10-23 astro-ph.GA
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
NGC 6240 Supermassive Black Hole Binary dynamical evolution based on Chandra data
我们的主要工作是根据Chandra空间天文台的X射线观测资料估算NGC 6240中心的双超大质量黑洞（SMBH）系统的物理合并时间。北方和南方的核的光谱拟合光谱模型从夏尔巴和都提出了铁K $α$发射线的窄组件。它使我们能够将光谱模型应用于这些线，并找到相对偏移量$\approx0.02$ keV。对NGC 6240中心区半径为1kpc的封闭动力学质量进行了$\approx 2.04\times 10^{11} \rm\; M_{\odot}$估计。这些数据使我们能够进行高分辨率的直接N体模拟与牛顿和后牛顿（$2.5\mathcal{PN}$校正）动力学为这个特定的双SMBH系统。因此，从我们的数值模型，我们近似的中央SMBH二进制合并时间为不同的二进制偏心率。在我们的数值参数范围内，即使对于非常小的偏心率，合并时间的上限仍然低于$\approx70$百万年。在最后的合并阶段，可以使用脉冲星定时阵列（PTA）项目检测到来自此类事件的引力波形和幅频图像。
2022-10-09 astro-ph.GA astro-ph.HE
On the Offset of Barred Galaxies From the Black Hole $M_{BH}$-$σ$ Relationship
我们使用无碰撞$N$体模拟来确定超大质量黑洞（SMBH）的生长如何影响棒星系和非棒星系的核运动学。在存在棒的情况下，由于SMBH的增长，速度色散$σ$（在有效半径内）的增加平均为$\lesssim 10%$，而在无棒星系中仅增加$\lesssim 4%$。在棒星系中，这一增加是由三个独立因素共同作用的结果：（a）方向和倾角效应;（b）棒的角动量传输导致中心质量密度增加;（c）SMBH附近恒星的垂直和径向速度各向异性增加。相比之下，无棒星系中SMBH的增长导致核内部的速度分布变得不那么径向各向异性。SMBH生长后$σ$的增加对SMBH最终质量的10倍变化不敏感，表明是生长过程而不是实际SMBH质量以增加$σ$的方式改变了棒材的演变。我们认为，使用轴对称恒星动力学模拟代码来测量棒星系中的SMBH质量可能会导致稍微高估派生的$M_{BH}$，特别是如果一个恒定的M/L比假设。我们的结论是，一个黑洞在酒吧的存在下的增长可能会导致在$σ$这是大约$4-8%$大于发生在轴对称系统中的增加。虽然由于棒星系中SMBH的增长而导致的$σ$的增加可能部分地解释了从椭圆星系和无棒星系中经典凸起的$M_{BH}-σ$关系中获得的棒星系和伪凸起的偏移，但它不足以解释所有的偏移。
2013-11-13 astro-ph.GA
Merger-driven Fueling of Active Galactic Nuclei: Six Dual and Offset Active Galactic Nuclei Discovered with Chandra and Hubble Space Telescope Observations
双活动星系核和偏置活动星系核是星系合并过程中产生的kpc尺度分离的超大质量黑洞对，其中两个或一个黑洞分别是活动星系核。这些双重和偏移活动星系核是合并和活动星系核之间联系的有价值的探针，但很难识别。在这里，我们提出了钱德拉/ACIS观测的12个光学选择的双重活动星系核候选者在z < 0.34，在那里我们使用X射线来识别活动星系核。我们还提出了HST/WFC 3观测10个这些候选人，这揭示了伴随AGN的任何恒星凸起。我们发现了一个距离为2.2kpc的活动星系核双系统，其中两个恒星凸起有重合的[O III]和X射线源。这个系统是一个非常小的合并（460：1），可能包括一个矮星系托管中等质量的黑洞。我们还发现了6个单一的活动星系核，和5个系统，无论是双或偏移的活动星系核的分离< 10千秒差距。六个双重活动星系核和双重/偏移活动星系核中有四个正在进行大合并，这些活动星系核的平均亮度是我们样本中单个活动星系核的10倍。这暗示了大的合并可能优先触发更高光度的活动星系核。此外，我们发现，确认双活动星系核的硬X射线光度的一半，在固定的[O III]光度的单一活动星系核，平均。这可以解释为在合并过程中有高密度的气体流入星系中心，并强调需要对双重活动星系核候选者进行更深入的X射线观测。
2015-04-06 astro-ph.CO astro-ph.GA
Connecting Star Formation Quenching with Galaxy Structure and Supermassive Black Holes through Gravitational Heating of Cooling Flows
最近的观测表明，星系中恒星形成猝灭与星系结构有关。在这里，我们提出了一个新的机制来解释这种相关性的物理起源。我们假设，虽然静止的星系保持淬火的反馈机制，冷却流的热晕气体仍然可以间歇性地发展。我们研究冷却流在一个大的套件约90流体动力学模拟的一个孤立的星系群，并发现流的发展显着依赖于在中央星系的引力势阱。如果星系的引力不够强，冷却流会导致中心冷却灾难，为星系凸起提供冷气体和恒星形成。当膨胀变得足够突出时，压缩加热开始抵消辐射冷却，并在不产生冷却灾难的情况下维持长期热模式的冷却流。因此，我们的模型描述了一个自我限制的增长通道的星系凸起，并自然地解释了淬火和凸起突出之间的联系。特别是，我们明确表明，$M_{*}/R_{\rm eff}^{1.5}$是一个很好的结构预测淬火。我们进一步发现，从中央超大质量黑洞的重力也影响冷却流的双峰命运，并预测一个更一般的淬火预测是$M_{\rm bh}^{1.6}M_{*}/R_{\rm eff}^{1.5}$，这可能会在未来的观测研究进行测试。
2014-11-27 astro-ph.CO astro-ph.GA
WISDOM Project -- XXII. A 5% precision CO-dynamical supermassive black hole mass measurement in the galaxy NGC 383
本研究利用ALMA高分辨率CO观测，通过正向建模精确测量了NGC 383的超大质量黑洞质量，精度达5%，验证了高分辨率观测对黑洞质量测定的关键作用。
2025-01-10 astro-ph.GA
Recoiling black holes: prospects for detection and implications of spin alignment
超大质量黑洞（BH）合并产生强大的引力波（GW）辐射。这种辐射的不对称性给合并的黑洞带来了反冲，这可以将黑洞完全从它的宿主星系中弹射出来。活动星系核（AGN）是活动星系核的一种。已经确定了几个候选者，但系统的搜索受到了关于其可观测性的巨大不确定性的阻碍。通过提取合并BH和宿主星系的属性从Illustris宇宙学模拟，我们已经开发了一个全面的模型反冲AGN。在这里，第一次，我们模拟BH自旋对齐和反冲动力学的基础上的宿主星系的气体丰富的影响。我们预测，如果BH自旋不是高度一致的，看到有限的观测可以解决偏移活动星系核，使他们成为全天空调查的有希望的目标。对于随机取向的自旋，在HST-COSMOS中可以探测到小于10个空间偏移的活动星系核，而在泛星、LSST、欧几里得和WFIRST中可以发现大于10^3个。在SDSS的足迹内，预计有近一千个速度偏移的活动星系核; SDSS类星体中大的宽线偏移的罕见性可能部分是由于选择效应，但这表明自旋对准在抑制反冲中起着作用。尽管如此，在我们最物理动机的模型中，对齐只发生在富含气体的合并中，在全天巡天中应该会发现数百个偏移活动星系核。我们的发现强烈地激发了对反冲活动星系核的专门研究。
2015-12-10 astro-ph.CO astro-ph.GA
The mass relations between supermassive black holes and their host galaxies at 1<z<2 with HST-WFC3
超大质量黑洞的质量与其宿主星系的性质之间的相关性（例如，恒星总质量（M*）、光度（Lhost））表明了进化上的联系。一个强有力的测试的协同演化的情况下，测量的关系MBH-Lhost和MBH-M* 在高红移和比较本地估计。为此，我们利用WFC-3对32个1.2<z<1.7的X射线选择宽线活动星系核进行了HST成像。通过应用最先进的工具来分解HST图像，包括可用的ACS数据，我们通过2D模型拟合测量了宿主星系的光度和恒星质量以及其他属性。黑洞的质量是用宽的Halpha线确定的，它是用斯巴鲁/FMOS在近红外线上探测到的，这可能会使使用其他指标的系统影响最小化。我们发现，在z~1.5处观测到的MBH与总M* 的比值是局域宇宙的2.7倍，而两个时期之间的散射是等效的。当考虑选择效应及其不确定性时，非演化质量比与2-3 sigma置信水平下的数据一致。MBH-Lhost之间的关系描绘了类似的画面。因此，我们的研究结果无法区分SMBH及其总M* 和Lhost是否同步进行，或者前者的增长是否有点超过后者，考虑到不确定性。基于对膨胀与总质量分数的统计估计，MBH/M* 比从局部值偏移约7倍，这即使考虑到选择效应也是显著的。两者合计，这些观察结果是一致的，在这种情况下，恒星质量随后转移从角动量支持的组成部分的星系的压力支持一个通过长期的过程或轻微的合并速度比质量吸积到SMBH。
2019-11-21 astro-ph.GA
Tests of Gravity Theories Using Supermassive Black Holes
引力的标量-张量理论通常违反强等效原理，即紧凑物体与标量力的耦合受到抑制，导致它们下降得更慢。黑洞是这种耦合消失的极端例子，即黑洞没有标量头发。在早期的工作之后，我们探索了探测强等效原理违背的观测场景，以伽利略引力为例。当星系落入星系团时，超大质量黑洞会偏离星系团的方向。因此，以及解决附近的星系团周围的图像可以用来确定通过恒星集群绑定到它的位移黑洞。我们表明，这个信号是可访问的成像调查，无论是正在进行的，如暗能量调查，和未来的地面和空间为基础的调查。对M~87中心黑洞的观测已经对伽利略参数提出了新的限制。$\mathcal{O}(1)$物质耦合对于参数空间的大区域是不利的。我们还发现了一种新的现象，即黑洞可以在不到10亿年的时间内完全逃离星系。
2017-07-24 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
A Large Systematic Search for Close Supermassive Binary and Rapidly Recoiling Black Holes - II. Continued Spectroscopic Monitoring and Optical Flux Variability
我们提出了新的光谱观测，这是我们对z<0.7的88个类星体持续监测活动的一部分，这些类星体的宽H $β$线与它们的系统红移偏移了几千km/s。这些类星体被认为是超大质量黑洞双星（SBHB）的候选者，类比单线光谱双星。我们提出的数据和描述我们改进的分析技术，其中包括广泛的不确定性评估。我们还提出了各种测量的光谱，是普遍感兴趣的，将是有用的，在后面的阶段，我们的分析。此外，我们借此机会研究了宽H $β$线的光学连续谱和积分通量的变化。我们比较的SBHB候选人的变化特性的典型类星体的样本具有类似的红移和光度观察多次在斯隆数字巡天。我们发现，这两个样本的变化特性是相似的（变化幅度为10-30%的时间尺度上约1-7年），它们的结构函数可以描述一个共同的模型与典型的类星体的参数特征。这些结果表明，SBHB候选者的宽线区域具有与典型类星体相似的范围。我们讨论了SBHB的情况和随之而来的轨道参数的限制，这一结果的影响。
2015-09-11 astro-ph.CO astro-ph.GA
Megamaser Disks Reveal a Broad Distribution of Black Hole Mass in Spiral Galaxies
我们使用新的精确测量的黑洞质量从水超脉泽盘调查宏观星系性质和超大质量黑洞（BH）质量之间的标度关系。巨脉泽导出的BH质量跨度为10^6-10^8 M_sun，而我们所研究的所有星系性质（包括恒星质量、中心质量密度、中心速度色散）都在一个狭窄的范围内。因此，在~L* 旋涡星系中，没有星系性质与M_BH密切相关.其中，恒星速度色散提供了最紧密的关系，但在σ * 固定时，巨脉泽M_BH的平均值相对于早型星系偏移了-0.6+/-0.1dex。具有非脉泽动力BH质量的螺旋星系不显示这种偏移。在低质量，我们还不知道完整的BH质量分布在固定的星系属性;非脉泽动力学测量可能会错过BH分布的低质量端，由于无法解决的影响范围和/或超脉泽可能会优先发生在低质量的BH。
2016-08-24 astro-ph.GA
Dual supermassive black holes at close separation revealed by the Hyper Suprime-Cam Subaru Strategic Program
超级凸轮（HSC）斯巴鲁战略计划的卓越空间分辨率，广域覆盖和深度光学成像的独特组合被用来搜索双类星体候选者。我们对34,476个已知的SDSS类星体进行了自动化图像分析，在覆盖796度^[2]的HSC图像中，我们识别出了那些具有两个（或更多）不同光学点源的类星体。我们发现了421个红移为4.5的候选者，其中100个左右在过滤掉污染恒星后更有可能。0.6 - 4.0”的角间距对应于3 - 30 kpc的投影间距，这是一个相对未被探索的明亮对偶类星体的种群研究范围。使用Bikk-I/LRIS和Gemini-N/NIFS，我们在光谱上确认了三个z < 1的对偶类星体系统，其中两个是以前未知的八个观测到的，基于每个组件中特征宽发射线的存在，同时强调其中一对中一个物体的连续体是红色的。在所有情况下，[OIII]5007发射谱线具有轻微的速度偏移，因此联合[OIII]谱线轮廓不是双峰。我们发现了一个0.26+/-0.18%的对偶类星体，没有进化的证据。与地平线活动星系核模拟的比较似乎支持的情况下，没有演变的对偶类星体分数时，广泛匹配的类星体选择。这些结果可能表明，在这种情况下，发光类星体的同时触发的频率并不像预期的那样敏感的合并率或星系的气体含量的宇宙演化。
2020-07-10 astro-ph.GA
Supermassive black holes and their host spheroids II. The red and blue sequence in the $M_{\rm BH} - M_{\rm *,sph}$ diagram
在我们的第一篇论文中，我们进行了详细的（即凸起，磁盘，酒吧，旋臂，环，晕，核等）。66个星系的分解，与直接测量的黑洞质量，$M_{BH}$，已在$3.6~μm$与斯皮策成像。我们的样本是迄今为止最大的，并且首次检查了分解与星系运动学的一致性。我们提出了$M_{ BH}$和宿主球体（和星系）光度，$L_{sph}$（和$L_{gal}$），也恒星质量，$M_{*,sph}$之间的相关性。虽然大多数以前的研究使用的星系样本是压倒性的高质量，早期类型的星系占主导地位，我们的样本包括17个旋涡星系，其中一半有$M_{BH} < 10^7~M_\odot$，并使我们能够更好地调查研究不足的低质量端的$M_{BH} - M_{*,sph}$相关性。早型星系的凸起遵循$M_{BH} \propto M_{*,sph}^{1.04 \pm 0.10}$，并定义了一个紧的红色序列，具有内禀散射$ε= 0.43 \pm 0.06~dex$和$0.68 \pm 0.04\%$的中值$M_{BH}/M_{*,sph}$比，即~ $\pm 2σ$范围为0.1- 5%。在低质量的一端，晚型星系的凸起定义了一个陡峭得多的蓝色序列，$M_{BH} \propto M_{*,sph}^{2-3}$，表明在它们共同进化的过程中，富含气体的过程比宿主凸起更有效地为黑洞提供能量。我们还报告：i）我们的Sersic星系样本…
2015-11-23 astro-ph.GA
Probing the Low-mass End of the Black Hole Mass Function via a Study of Faint Local Spiral Galaxies
通过已知的俯仰角与黑洞质量之间的关系，我们分析了附近星系的俯仰角分布函数（PADF）及其产生的黑洞质量函数（BHMF）.我们的样本包括一个由74个螺旋星系组成的子集，这些螺旋星系来自于具有绝对$B$ -波段星等$\mathfrak{M}_{B}>-19.12$ mag和光度距离$D_{\mathrm{L}} \leq 25.4$ Mpc的埃尔基-欧文星系巡天，这是一个由140个更明亮（$\mathfrak{M}_{B}\leq-19.12$ mag）的晚型星系组成的互补集合的延伸。我们发现两个样品的PADF，有点令人惊讶的是，并没有强烈的不同，结果可能会产生重要的影响螺旋形成理论。我们的数据显示了一个独特的双峰人口表现在螺距角的Sa-Sc型和单独的Scd-Sm型，与Sa-Sc型具有更紧密的螺旋臂平均。重要的是，我们发现了BHMF的一个明显的分支，例如Sa-Sc星系通常拥有所谓的“超大质量”黑洞（$M_{\bullet}\gtrsim10^6\,\mathrm{M_{\odot}}$），而Scd-Sm星系相应地拥有“小于超大质量”的黑洞（$M_{\bullet}\lesssim10^6\,\mathrm{M_{\odot}}$）。正是在后一种星系中，我们期待着难以捉摸的中等质量黑洞（IMBH）的丰富宝藏，通过这些黑洞，更好的理解将有助于为未来几代引力波探测器形成更精确的基准。
2022-11-16 astro-ph.GA
Nuclear Water Maser Emission in Centaurus A
报道了用澳大利亚望远镜紧凑阵（ATCA）在距离我们最近的射电星系半人马座A（D~3.8Mpc）中探测到一条22 GHz水脉泽谱线。这条线的中心速度约为960 kms-1，相对于系统速度红移了约400 kms-1。这样的偏移以及~ 120 kms-1的宽度，既可能是由中心超大质量黑洞的吸积盘产生的核脉泽，也可能是由半人马座喷流底部附近受到冲击的物质发射的喷流脉泽。我们的ATCA数据的最佳空间分辨率约束脉泽功能的起源在<3 pc的超大质量黑洞。该脉泽的光度为~ 1 Lo，属于千脉泽，其变化时间尺度为月。在恒星形成区，受冲击的气体也可以发射出千脉泽。考虑到距离核心的小投影距离，系统速度的大偏移，以及线特征的平滑度，我们得出结论，由活动星系核底部周围的冲击气体发出的喷流脉泽线是最可能的解释。对于这种情况，我们可以推断无线电喷流的最小密度为~> 10 cm-3，这表明周围气体大量夹带到传播的喷流材料中。
2013-05-29 astro-ph.CO astro-ph.GA
