The Search for Binary Supermassive Black Holes Amongst Quasars with Offset Broad Lines Using the Very Long Baseline Array
在之前的几项研究中，发现了类星体，它们相对于宿主星系静止框架具有大于1000 km/s的速度偏移。对于这些速度偏移宽线的起源，一个主要的假设是双超大质量黑洞（SMBH）的动力学。我们提出了34个类星体的高分辨率无线电成像，显示这些速度偏移宽线与甚长基线阵列（VLBA），旨在寻找证据的推定二进制SMBH（如双无线电核心），并测试竞争的物理模型。在实现5的检测限后，我们从VLBA成像中检测到了目标样品的一半。虽然我们没有解析任何目标中的双射电源，但在假设二元体仍然存在于我们的VLBA角分辨率限制内的情况下，我们获得了所有检测到的源的无线电发射二元体的瞬时投影分离的限制。我们还评估了无线电发射的同伴SMBH存在于我们的角分辨率限制之外的可能性，但它的无线电光度太弱，无法在VLBA数据中产生可检测的信号。此外，我们将这些数据提供的精确天空位置与SDSS和Gaia DR 2源目录的光学位置进行了比较。我们发现，预计无线电/光学分离的顺序为10 pc的三个类星体。最后，我们将探讨未来的多波长运动与光学，无线电和X射线天文台可以帮助进一步区分竞争的物理模型。
2021-04-21 astro-ph.GA
Testing the relativistic Doppler boost hypothesis for supermassive black hole binary candidates
超大质量黑洞双星（SMBHB）是星系核中常见的星系合并的结果。最近，在光学巡天中发现了大量的次秒差距SMBHB候选者，它们是明亮的周期性变类星体。如果观测到的周期性对应于红移的双星轨道周期，则推断出的轨道速度是相对论性的（v/c~0.1）。光学和紫外光的亮度预计将产生的气体绑定到个人的BH，并会调制的相对论多普勒效应。光学和UV光变曲线应与取决于各自光谱斜率的相对振幅一起变化。我们构建了一个控制样本的42个类星体的非周期性变化，以测试这种多普勒彩色签名是否可以从固有的色变区分。我们发现，在nUV（fUV）波段的类星体中，约20%（约37%）的类星体可能会偶然出现多普勒特征。这些概率反映了对照样本的有限质量，并代表了类星体模拟多普勒亮度+颜色变化的频率的上限。我们对周期性类星体候选者进行了单独的测试，发现对于大多数人来说，多普勒增强假设需要异常陡峭的紫外光谱或意外大的BH质量和轨道速度。我们得出结论，这些周期性候选者中最多1/3可以隐藏多普勒调制的SMBHB。
2018-01-18 astro-ph.GA
Chandra X-ray Observations of Quasars with Velocity-Offset Broad Lines: Assessing the Binary Supermassive Black Hole Hypothesis
Binghamton University（宾汉姆顿大学）；The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）；Georgia Institute of Technology（佐治亚理工学院）；West Virginia University（西弗吉尼亚大学）；Canadian Institute for Advanced Research（加拿大高级研究院）；Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology（加州理工学院喷气推进实验室）
通过Chandra X射线观测分析具有速度偏移宽线的类星体，评估双超大质量黑洞假说的证据。
2026-02-24 astro-ph.GA
Driving the Growth of the Earliest Supermassive Black Holes with Major Mergers of Host Galaxies
超大质量黑洞（SMBH）的形成机制，特别是在红移$z> 6$观测到的发光类星体$\sim 10^9\,{\rm M}_{\odot}$ SMBH的形成机制，仍然是一个开放的基本问题。在宇宙年龄不到10亿年的早期，如此大质量的黑洞的存在意味着它们要么是通过超爱丁顿吸积，要么是通过在爱丁顿极限附近几乎不间断的气体吸积而增长的;后者，乍一看，与较低红移的经验趋势不一致，在那里，与快速黑洞增长相关的类星体事件是罕见和短暂的。在这项工作中，我检查是否以及在何种程度上的增长的$z> 6$类星体SMBHs可以解释在标准的类星体的范例，其中主要合并的主机星系触发事件的快速气体吸积低于或接近爱丁顿限制。使用一套Monte Carlo合并树模拟的组装历史的可能的主机的PDMATHAMN类星体，我调查（i）他们的增长和主要的合并率出$z\sim 40$，和（ii）多久的喂养情节引起的主机合并必须持续，以解释所观察到的$z> 6$类星体人口没有超爱丁顿吸积。晕主合并率大致与$\propto (1+z)^{5/2}$成比例，类星体宿主通常在$15> z > 6$（$\approx 650\,{\rm Myr}$）之间经历$> 10$主合并，而在$3>z > 0$（$\approx 11 \,{\rm Gyr}$）的典型大质量星系则经历$\sim 1$。一个可行的亚爱丁顿SMBH增长模型的例子是一个主机合并触…
2014-06-11 astro-ph.GA
A Statistical Method to Search for Recoiling Supermassive Black Holes in Active Galactic Nuclei
基于活动星系核中引力反冲超大质量黑洞相对于其宿主星系的速度之间的相关性，|Δv|和它们的模糊尘柱密度，dust_{dust}（都是沿着视线测量的）。我们使用玩具模型来描述反冲速度的分布、BH轨道和银河系中心模糊尘埃环的几何形状，以模拟反冲类星体的2.5x10^5随机观测。黑洞的反冲速度与银河系中心的逃逸速度相当，它们仍然被束缚在星系核上，并且在典型的类星体寿命中，由于动力学摩擦，它们不会完全回到环面的中心。我们发现|Δv|与大气中的粉尘浓度呈正相关。对于被遮蔽的类星体（α_{dust}>0）和部分遮蔽的类星体（0<α_{dust}<~2.3 g/m^2），|Δv| 2019 - 05 - 25 00：00 0| Δv|）和dust_{dust}分别为r_{45} = 0.28+/-0.02和r_{45} = 0.13+/-0.02。允许随机+/-100 km/s误差，|Δv|与反冲无关，将部分模糊的类星体的相关性稀释为r_{45} = 0.026+/-0.004，|Δv|和dust。一个>~3,500个模糊类星体的随机样本，|Δv|>=45 km/s将允许在95%的时间内拒绝具有3 sigma显著性的无相关性假设。最后，我们发现遮蔽类星体的分数，F_{obs}（|Δv|），随着|Δv|从F_{obs}（<10 km/s）>~0.8到F_{obs}（>10^3 km/s）<~0.4。…
2015-10-21 astro-ph.GA
A possible close supermassive black-hole binary in a quasar with optical periodicity
长期以来，类星体一直被认为是所有波长的可变源。它们的光学可变性是随机的，可能是由于各种物理机制，并且在阻尼随机游走模型方面在统计学上得到了很好的描述。最近收集的大量天文时间序列的流量测量（光变曲线）提供了新的数据集，系统的探索类星体的变化。在这里，我们报告检测到一个强大的，平滑的周期信号的光学变化的类星体PG 1302-102的平均观测周期为1,884 $\pm$ 88天。它是在对247，000个已知的、光谱证实的类星体的光变曲线数据集进行周期性变化研究时发现的，其时间基线为$\sim9$年。虽然对这一现象的解释仍然不确定，但最合理的机制涉及两个超大质量黑洞的二元系统，它们之间的距离为秒差距。这样的系统是星系合并的预期结果，可以对星系形成和演化的模型提供重要的限制。
2015-01-07 astro-ph.GA astro-ph.HE
TRINITY II: The Luminosity-dependent Bias of the Supermassive Black Hole Mass--Galaxy Mass Relation for Bright Quasars at $z=6$
本文利用TRINITY框架推断z=6类星体光度函数中不同质量SMBH的贡献，发现亮端由超质量黑洞主导，并预测了光度依赖的M_•-M_*关系，指出低光度类星体是研究黑洞典型形成路径的关键。
2023-03-14 astro-ph.GA
Supermassive Black Holes with High Accretion Rates in Active Galactic Nuclei. XIV. Long-Duration High-Cadence Reverberation Mapping Results for 11 PG Quasars
本文报道了对11个PG类星体的长周期高节奏反响映射观测，首次为其中8个天体测得Hβ时间延迟，并结合此前样本共26个天体拟合出Hβ延迟与连续谱光度的关系，斜率为0.53。
2025-05-04 astro-ph.GA
Accretion Efficiency Evolution of Central Supermassive Black Holes in Quasars
该研究利用流量与体积受限的类星体样本建立吸积效率模型，发现标准盘吸积效率在 z~2.708 出现与恒星形成率相关的转折峰值，并随红移呈现双向演化。
2024-10-29 astro-ph.GA gr-qc
Gemini Near Infrared Spectrograph - Distant Quasar Survey: Prescriptions for Calibrating UV-Based Estimates of Supermassive Black Hole Masses in High-Redshift Quasars
本研究通过引入C IV等值宽度改进进基于Mg II和C IV的黑洞质量估计，使其规范在利用双线时可使散布减少约15%，为高红移类星体的超大黑洞质量估计提供更精确的方法。
2023-04-04 astro-ph.GA
Host galaxies of high-redshift quasars: supermassive black hole growth and feedback
类星体宿主星系的性质可能由其超大质量（SMBH，$10^{8-10}$ M $_{\odot}$）黑洞的生长和反馈决定。我们调查这样的连接与一套宇宙学模拟的大规模（晕质量$\approx 10^{12}$ M $_{\odot}$）星系在$z\simeq 6$，其中包括一个详细的亚网格多相气体和吸积模型。初始质量为$10^5$ M $_{\odot}$的BH种子主要通过气体吸积生长，并且通过$z=6$设置在所观察到的$M_{\rm BH} - M_{\star}$关系上而不需要增强因子而变成SMBH。虽然类星体反馈对SMBH的增长起着关键性的控制作用，但它对$z=6$中宿主星系性质的影响可以忽略不计。在我们的模型中，类星体活动既可以淬灭（通过气体加热），也可以增强（通过ISM过压）恒星的形成。然而，我们发现，恒星形成的历史是不敏感的调制，因为它在很大程度上占主导地位，至少在$z>6$，冷气体吸积的环境，不能阻碍类星体的能量沉积。虽然类星体驱动的外流可以达到$> 1000~\rm km~s^{-1}$的速度，但实际上只有$\approx 4$ %的外流气体质量可以从宿主星系逃逸。这些发现只是受到现有数据的松散限制，但可以指导观测活动在早期星系中寻找类星体反馈的签名。
2021-07-12 astro-ph.CO astro-ph.GA
Reliable Identification of Binary Supermassive Black Holes from Rubin Observatory Time-Domain Monitoring
本研究预测鲁宾天文台LSST巡天中双超大质量黑洞的可探测性，通过正弦拟合模拟光变曲线，发现周期相位可恢复但振幅易高估，亮类星体假阳性率高，为多信使表征提供低成本方法。
2023-11-17 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
Modeling the Central Supermassive Black Holes Mass of Quasars via LSTM Approach
Sharif University of Technology（谢里夫理工大学）；K. N. Toosi University of Technology（霍梅尼国际大学（K. N. 图西理工大学））；Institute for Research in Fundamental Sciences (IPM)（基础科学研究所（IPM））
关于类星体的一个基本问题与它们中心的超大质量黑洞有关。这些具有如此巨大质量的黑洞存在的原因尚不清楚，人们提出了各种模型来解释它们。然而，至今仍未有一个为社会所接受的全面解释。我们唯一可以肯定的是，这些黑洞不是由巨星坍缩产生的，也不是由它们周围的物质吸积产生的。此外，另一个重要的问题是这些黑洞随时间的质量分布。观测表明，如果我们通过红移返回，我们看到质量更大的黑洞，在经过恒星形成红移的峰值之后，这个过程就会减少。然而，这个峰值的确切红移仍然有争议。在本文中，我们借助深度学习和LSTM算法，通过考虑QuasarNET数据，试图找到一个合适的模型来描述类星体中心黑洞质量随时间的变化。我们的模型是用这些从红移3到7的数据建立的，对于两个红移间隔0到3和7到10，它预测了类星体中心超大质量黑洞的质量。我们还用中心黑洞的观测数据对我们的模型进行了特定区间的检验，并对结果进行了讨论。
2023-01-04 astro-ph.GA cs.AI
Running Late: Testing Delayed Supermassive Black Hole Growth Models Against the Quasar Luminosity Function
对大质量星系的低红移观测揭示了超大质量黑洞的质量与其宿主星系的性质之间近似线性的标度关系。然而，这些标度关系如何随着红移而演变，以及它们是否延伸到低质量星系仍然是悬而未决的问题。最近的星系形成模拟预测的延迟，或“两个阶段”，增长的SMBHs：缓慢，高度间歇性BH增长由于重复的气体喷射恒星反馈在低质量星系，其次是更持久的气体吸积，最终带来BH的本地标度关系。预测的两阶段增长意味着一个陡峭的增加，或“扭结”，在恒星质量$M_{*}\sim5\times10^{10} M_{\odot}$的BH星系标度关系。我们开发了一个参数化的半解析模型来比较不同的SMBH增长模型与$z\sim0.5-4$观测到的类星体光度函数（QLF）。我们比较模型中，SMBH质量和星系质量之间的关系是纯线性与两相模型。模型锚定到观测到的星系恒星质量函数，并在不同的红移BH质量函数一致连接的吸积率有助于QLF。最佳拟合表明，两个阶段的演变是显着首选的QLF数据在一个纯粹的线性标度关系。此外，当模型参数保持自由时，两相模型拟合意味着过渡质量与模拟预测一致。我们的分析激发了进一步的观测测试，包括测量BH质量和活动星系核活动在低质量端，这可以更直接地测试两阶段SMBH的增长。
2022-02-10 astro-ph.GA
Newly discovered $z\sim5$ quasars based on deep learning and Bayesian information criterion
本文报道了在$z\sim5$发现的四个类星体，它们的$M_{1450} \gtrsim -25.0$等为100等，并对其中一个类星体进行了超大质量黑洞质量的测量。通过深度学习和贝叶斯信息准则，它们被选为有希望的高红移类星体候选者，有望有效地区分类星体与晚型恒星和高红移星系。候选者是由帕洛玛200英寸黑尔望远镜上的双摄谱仪观测到的。它们在大约7000-8000 nm处有明显的Ly $α$断裂，表明它们是$4.7 < z < 5.6$的类星体。对于HSC J233107-001014，我们利用其C \Romannum{4} $λ1549$发射线测量了其超大质量黑洞（SMBH）的质量。类星体的SMBH质量和爱丁顿比分别为$\sim 10^8 M_{\odot}$和$\sim 0.6$。这表明这个类星体可能在爱丁顿极限附近拥有一个快速增长的SMBH，尽管它很微弱（$L_{\rm Bol} < 10^{46}$ erg s $^{-1}$）。我们的100 $\%$类星体识别率支持我们的深度学习和贝叶斯信息标准选择方法的高效率，可以应用于未来的调查，以增加高红移类星体样本。
2022-08-01 astro-ph.GA
Supermassive Black Holes with High Accretion Rates in Active Galactic Nuclei. XII. Reverberation Mapping Results for 15 PG Quasars from a Long-Duration High-Cadence Campaign
本文通过对15个PG类星体进行长期高节奏光谱监测，首次为其中11个获得Hβ反响时间延迟和黑洞维里质量，并修正了两个天体的既往延迟测量，验证了维里化关系。
2025-05-04 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
Warm Gas in the Vicinity of a Supermassive Black hole 13 Billion Years Ago
本文通过对z=6明亮类星体的高分辨率观测，探测到致密盘中的高J CO谱线发射，证实X射线加热主导CO激发且气体柱密度极高，表明高J CO谱线观测是识别早期宇宙中被尘埃严重遮蔽类星体的有效手段。
2025-03-11 astro-ph.GA
The ALMA view of the high-redshift relation between supermassive black holes and their host galaxies
本工作的目的是研究的$M_{BH}-M_{dyn}$关系的$2<z<7$类星体的样本，通过限制其宿主星系的质量，通过完整的运动学模拟的冷气体运动学，从而避免所有可能的偏差和影响所引入的粗糙维里估计通常采用到目前为止。为此，我们检索了公共观测的$72$类星体宿主星系观察到的${\rm [CII]_{158μm}}$或${\rm CO}$过渡与阿塔卡马大毫米阵列（ALMA）。然后，我们选择了这些类星体的线发射的空间分辨和ALMA观测进行了运动学分析。我们估计的动态质量的系统建模的气体运动学与旋转盘考虑到几何和仪器的影响。我们的动力学质量估计，结合从文献中获得的$M_{BH}$和我们自己的新的${\rm CIV}\lambda1550$观测，使我们能够调查早期宇宙中的$ M_{BH}/M_{dyn}$。总体而言，我们获得了一个样本的$10$类星体在$z\sim2-7$线发射检测到高S/N（$> 5-10$）和气体运动学的空间分辨和主导的有序旋转。估计的动力学质量的地方$6$出$10$类星体以上的本地关系产生一个$M_{BH}/M_{dyn}$比$\sim10\times$高于低$z$星系的估计。另一方面，我们发现在$z\sim 4-6$的$4$类星体具有与在本地宇宙中的早期类型星系中观察到的一致的动力学-BH质量比。
2020-09-20 astro-ph.GA
A Population of Short-Period Variable Quasars from PTF as Supermassive Black Hole Binary Candidates
由于频繁的星系合并，亚秒差距的超大质量黑洞双星（SMBHB）在星系核中是很常见的。流体动力学模拟的circumbinary光盘预测强周期调制的质量吸积率的时间尺度可比的轨道周期的二进制。结果，SMBHB可以通过其亮度的周期性调制来识别。我们在Palomar Transient Factory（PTF）的光度数据库中对35，383个光谱确认的类星体样本进行了周期性变化的统计搜索。我们分析了Lomb-Scargle周期图，并通过将每个类星体的变异性建模为阻尼随机游走（DRW）来评估我们发现的意义。我们发现了50个类星体，它们的周期性超过了DRW模型，通常只有几百天的短周期。我们发现其中33个在重新分析其周期图后仍然显着，包括来自中间PTF和卡塔利娜实时瞬态调查（CRTS）的额外光学数据。假设观测到的周期对应于SMBHB的红移轨道周期，我们得出结论，我们的研究结果与不等质量SMBHB的种群一致，典型的质量比低至q = M2/M1 ~ 0.01。
2016-07-27 astro-ph.GA astro-ph.HE
Testing the Evolution of the Correlations between Supermassive Black Holes and their Host Galaxies using Eight Strongly Lensed Quasars
利用高红移活动星系核研究超大质量黑洞（MBH）质量与其活动宿主星系性质之间的相关性的主要挑战之一是仪器分辨率。强大的透镜放大率有效地提高了仪器分辨率，从而有助于解决这一挑战。在这项工作中，我们研究了八个强透镜活动星系核（AGN）与深哈勃太空望远镜成像，使用透镜建模代码Lenstronomy重建图像的来源。利用重建的宿主星系亮度，我们基于恒星星族模型推断了宿主星系的恒星质量。MBH是使用标准方法从宽发射谱线估计的。我们的研究结果与最近的工作的基础上非透镜活动星系核，展示了使用强透镜活动星系核的潜力，以扩大研究的相关性，以更高的红移。目前，透镜活动星系核的样本量很小，因此它们主要提供与非透镜活动星系核分辨率有关的系统误差的一致性检查。然而，在未来几年内，通过地面和空间宽场调查的专门搜索，已知的透镜活动星系核的数量预计将急剧增加，它们可能成为黑洞和星系共同演化的关键诊断。
2020-11-13 astro-ph.GA
The need for obscured supermassive black hole growth to explain quasar proximity zones in the epoch of reionization
高红移类星体的邻近区是超大质量黑洞形成的独特探针，但同时解释邻近区的大小和黑洞质量已被证明是具有挑战性的。我们研究的鲁棒性的一些假设，通常是推断类星体的寿命从邻近区的大小。我们发现，小的邻近区域可以很容易地解释类星体的亮度变化与短占空比的$f_\mathrm{duty}\sim 0.1$和短明亮的周期$t_\mathrm{on}\sim 10^4$年，即使是长寿命。我们进一步表明，调和这与黑洞质量估计需要黑洞继续增长和吸积在其模糊的阶段。因此，$\gtrsim$ 0.7或更高的遮蔽分数与低红移测量和黑洞吸积模型一致。这样短的占空比和长的模糊相位也与大的邻近区的观察结果一致，从而为所有大小的邻近区提供了简单、统一的模型。我们的模拟的大动态范围，其校准的莱曼- $α$森林，使我们能够调查的大规模拓扑结构的再电离和类星体的主机晕质量邻近区的影响。我们发现，不完全再电离可以阻碍邻近区的增长，使它们缩小30%，但类星体宿主晕质量只影响邻近区微弱和间接。我们的工作表明，高红移邻近区可以成为研究类星体变率和黑洞生长的有效工具。
2023-03-17 astro-ph.CO 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
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
Systematic Redshift of the Fe III UV Lines in Quasars. Measuring Supermassive Black Hole Masses under the Gravitational Redshift Hypothesis
我们发现类星体的Fe Ⅲ $λλ$ 2039-2113光谱特征在中心超大质量黑洞引起的引力红移假设下出现了系统的红移。我们的分析27个复合光谱从BOSS调查表明，红移和加宽的线在Fe III $λλ$ 2039-2113混合大致遵循预期的相关性在弱极限的史瓦西几何维里化运动学。假设Fe III的紫外红移提供了一个测量$M_{BH}\over R$（${Δλ\over λ}\simeq{3\over2}{G\over c^2} {M_{BH}\over R}$），并使用不同的估计发射区域的大小，$R$（无论是从引力微透镜，混响映射或从缩放的大小与内在类星体的光度），我们得到的质量与以前的质量估计的维里定理的基础上的不确定性内一致的10个对象。为了确认测量到的红移的引力来源，需要对样本中Fe III $λλ$ 2039-2113发射区的大小进行混响映射估计。同时，我们提出了一个尝试性的黑洞质量标度关系的基础上的Fe III $λλ$ 2039-2113红移有用的测量黑洞质量的一个单独的对象从一个单一的光谱。
2018-07-11 astro-ph.CO astro-ph.GA
Revealing the Accretion Physics of Supermassive Black Holes at Redshift z~7 with Chandra and Infrared Observations
类星体的X射线辐射已经被探测到达到了红移$z=7.5$，尽管仅限于$z=7.5$的少数天体。在这项工作中，我们提出了新的钱德拉观测$z>6.5$类星体。通过结合钱德拉对另外6个$z>6.5$类星体的观测，我们对这些最早的吸积超大质量黑洞（SMBH）的X射线性质进行了系统的分析。利用红外和亚毫米波观测，我们测量了这些类星体的黑洞质量、辐射热光度（$L_{\rm bol}$）、爱丁顿比（$λ_{\rm Edd}$）、发射线性质和红外光度（$L_{\rm IR}$）。相关性分析表明，X射线辐射热校正（将X射线光度转换为辐射热光度的因子）随$L_{\rm bol}$的增加而减小，紫外/光-X射线比$α_{\rm ox}$与$L_{\rm 2500}$有很强的相关性，与$λ_{\rm Edd}$和CIV发射线蓝移有中等程度的相关性。这些相关性与在低PDMATHAMT类星体中发现的一致，表明类星体吸积物理学不随红移而演化。我们还发现，在这些明亮的遥远类星体中，$L_{\rm IR}$与$L_{\rm 2-10 keV}$不相关，这表明这些早期明亮类星体中SMBH增长率与其宿主星系增长率的比值不同于本地星系。对X射线探测到的$z>6.5$类星体的联合光谱分析得出平均X射线光子指数为$ Γ=2.32^{+0.31}_{-0.30}$，比低$z$类星体的指数更陡。通过与$Γ-λ_{\rm Edd}$…
2020-11-25 astro-ph.GA astro-ph.HE
UHZ1 and the other three most distant quasars observed: possible evidence for Supermassive Dark Stars
本文通过分析UHZ1等四个最遥远类星体，提出超大质量暗星（SMDSs）可作为其种子黑洞的替代解释，与直接坍缩黑洞模型同样有效，为JWST发现的高红移超大质量天体难题提供新方案。
2023-12-21 astro-ph.CO astro-ph.GA
A probable Milli-Parsec Supermassive Binary Black Hole in the Nearest Quasar Mrk 231
超大质量双黑洞是星系合并的必然产物，预计存在于许多类星体的核心。在过去的几十年里，人们一直在努力寻找类星体中的BBH，然而，BBH的观测证据仍然是难以捉摸和模糊的，这是难以调和的理论期望。在本文中，我们表明，Mrk 231的独特的光-紫外光谱可以很好地解释为从吸积流发射到一个BBH上，半长轴为~ 590 AU，轨道周期为~1.2年。平坦的光学和紫外连续谱主要分别从环绕双星盘和次级黑洞（BH）周围的迷你盘发射，在波长λ ~ 4000-2500埃处观测到的急剧下降和通量亏损是由于次级BH在环绕双星盘内迁移而打开的间隙（或洞）。如果得到未来观测的证实，这个BBH将提供一个独特的实验室来研究BBH和其上的吸积流之间的相互作用。我们的研究结果也展示了一种新的方法，找到亚秒差距尺度的BBH通过搜索类星体的光谱之间的光-紫外连续的赤字。
2015-09-08 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Searching for dual/lensed quasar candidates with spectroscopic surveys
本研究提出基于宽发射线轮廓诊断的方法，利用DESI EDR和SDSS DR17光谱样本搜寻双/引力透镜类星体候选体，识别出66个候选体，经HST存档交叉匹配验证了方法的有效性，为后续巡天搜寻此类天体提供了可行路径。
2024-12-11 astro-ph.GA
Supermassive Black Holes in the Early Universe
高红移类星体的发现对超大质量黑洞的起源提出了挑战。在这里，两个进化的情况被认为是。第一个是关于局部宇宙中的大质量黑洞，其中绝大多数是由种子的生长形成的，因为它们的宿主星系是按照层次图组装的。在第二种情况下，种子质量约100-150 M？通过气体的吸积形成一个不稳定的大质量盘，其存在得到了高z类星体中大量气体和尘埃的检测的支持。这些非稳态自引力盘模型很好地解释了类星体在高z时观测到的“亮度-质量”关系，也表明这些物体在所谓的爱丁顿极限下不辐射。
2020-01-23 astro-ph.CO astro-ph.GA
Constraining Sub-Parsec Binary Supermassive Black Holes in Quasars with Multi-Epoch Spectroscopy. III. Candidates from Continued Radial Velocity Tests
类星体的宽发射线显示时间，整体径向速度（RV）的位移已被提出作为候选人的亚秒差距（sub-pc），二进制超大质量黑洞（BSBHs）。我们确定了一个样本的16个BSBH候选人的基础上两个历元光谱之间的52个类星体的显着RV移位在几个休息帧年。候选人显示出独立从两条宽线（H $β$和H $α$或Mg ${\rm \,II}$）测量的一致速度变化，宽线轮廓没有显着变化。在本系列的第三篇论文中，我们为继续RV测试的16个候选者中的12个提供了进一步的第三和第四历元光谱学，在类星体的静止框架中跨越$\sim$ 5- 15年。用[O ${\rm\,III}]\,λ5007$]校准宽H $β$的交叉相关分析表明，12个类星体中有5个仍然是BSBH候选者。它们显示宽的H $β$ RV曲线，与双轨道运动一致，宽线轮廓无显著变化。它们的宽H $α$（或Mg ${\rm \,II}$）线显示RV位移与宽H $β$中观察到的一致或小于宽H $β$中观察到的RV位移。RV位移可以用轨道周期为$\sim$ 40- 130 yr的$\sim$ 0.05- 0.1 pc BSBH解释，假设质量比为0.5- 2，轨道为圆形。然而，参数并没有很好地约束给定的几个历元，采样只有一小部分的假设的双轨道周期。在所有SDSS类星体中，亚pc BSBH的视出现率为$\lesssim$ 13 $\pm$ 5%，在有和没有单历元宽…
2018-10-26 astro-ph.GA astro-ph.HE
Quenching of supermassive black hole growth around the apparent maximum mass
最近的类星体调查显示，在整个宇宙历史中，超大质量黑洞（SMBH）的质量很少超过$M_{\rm BH} \sim {\rm a~few}\times10^{10}~M_{\odot}$。有人认为，BH增长的淬火是由一个过渡的核吸积盘到平流为主的吸积流，其中强流出和/或喷流可能是相关的。利用斯隆数字巡天DR 7星表中得到的红移范围为$0<z<2$的$\sim 10^5$类星体样本，研究了SMBH的最大质量与类星体射电响度之间的关系.我们发现射电响（RL）类星体的数量分数增加超过一个阈值$M_{\rm BH} \simeq 10^{9.5}~M_{\odot}$，独立于它们的红移。此外，具有较低爱丁顿比的RL类星体的数量分数（在整个RL类星体中），表明较低的吸积速率，在临界BH质量以上增加。这些观测趋势可能是抑制$\sim 10^{10}~M_{\odot}$表观最大质量周围BH增长的拟议方案的自然结果。正在进行的射电VLA巡天将使我们能够更精确地估计RL类星体的确切数量分数，这为理解BH生长的淬火过程提供了进一步的见解。
2017-04-20 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Black Hole Mass Estimates and Rapid Growth of Supermassive Black Holes in Luminous $z \sim$ 3.5 Quasars
利用Palomar Hale 200英寸望远镜和大双筒望远镜对32个含$3.2<z<3.9$的发光类星体的H $β \lambda4861$和Mg II $\lambda2798$谱线进行了新的近红外观测。我们发现MgII半峰全宽（FWHM）与H $β$ FWHM有很好的相关性，证实了它在黑洞质量估计中是H $β$ FWHM的一个很好的替代品。5100 nm处的连续发光度与3000 nm处的连续发光度以及宽发射线发光度（H $β$和MgII）相关。通过对H $β$和Mg II谱线同时进行近红外光谱分析，排除了通量变化的影响，我们能够评估基于Mg II谱线估算高红移类星体黑洞质量的可靠性。利用基于H $β$线的可靠的黑洞质量和爱丁顿比估计，我们发现我们样本中的$z\sim3.5$类星体具有黑洞质量$1.90\times10^{9} M_{\odot} \lesssim M_{\rm BH} \lesssim 1.37\times10^{10} M_{\odot}$，中值为$\sim 5.14\times10^{9} M_{\odot}$，并且以0.30和3.05之间的爱丁顿比吸积，中值为$\sim1.12$。假设占空比为1，种子黑洞质量为$10^{4} M_{\odot}$，我们表明，在这个样本中的$z\sim3.5$类星体可以增长到其估计的黑洞质量在宇宙的年龄在其红移。
2014-12-08 astro-ph.GA astro-ph.HE
A quasar-based supermassive black hole binary population model: implications for the gravitational-wave background
纳赫兹引力波背景（GWB）被认为是由超大质量黑洞双星（SMBHB）的GW发射占主导地位。对几个活动星系核（AGN）的观测强烈地表明活动星系核和SMBHB之间存在联系，因为这些活动星系核系统最终会形成束缚双星对。在这里，我们开发了一个探索性的SMBHB人口模型的基础上，经验约束类星体人口，使我们能够分解成一个潜在的分布SMBH质量，SMBHB数密度，体积包围GWB的GWB振幅。我们的方法还允许我们自洽地预测本地SMBHB系统的GWB幅度的数量。有趣的是，我们发现NANOGrav 12.5年数据集中的共同过程信号所暗示的SMBHB的局部数密度大约是其他模型先前预测的5倍。我们还发现，最多$\sim 25 \%$的SMBHB可以与类星体。此外，我们基于类星体的方法预测GWB信号的$\gtrsim 95\%$来自$z \lesssim 2.5$，并且对GWB有贡献的SMBHB具有质量$\gtrsim 10^8 M_\odot$。我们还探讨了不同的经验星系-黑洞标度关系如何影响GW源的局域数密度，并发现预测更大质量的黑洞的关系降低了SMBHB的局域数密度。总的来说，我们的研究结果指出了GWB的测量将在直接约束SMBHB的宇宙人口以及它们与类星体和星系合并的联系方面发挥的重要作用。
2021-10-22 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Variation of Broad Emission Lines from QSOs with Optical/UV Periodicity to Test the Interpretation of Supermassive Binary Black Holes
周期性类星体被认为是超大质量双黑洞（BBH）的宿主，它们的光学/紫外周期性被解释为由次级黑洞（BH）周围盘的连续辐射的多普勒增强（DB）效应或内禀吸积率变化引起的。然而，没有发现其他明确的证据来证实这种BBH解释。在本文中，我们研究了宽发射线（BEL）的连续变化的两个BH方案下，这些类星体的响应，并检查它们是否可以相互区分，并从一个单一的BH系统。我们假设一个简单的环双星宽线区（BLR）模型，兼容BLR大小估计，与标准的$Γ$分布的BLR云。我们发现，由于（1）次级BH的位置变化和（2）DB效应，如果显着的，和/或内在的变化，这是显着不同的情况下，一个单一的BH系统的BBH场景下，BELs可能会显着和周期性的变化。对于两种BBH情景，BELs对由DB效应或内禀速率变化引起的（表观）连续变化的响应也存在显著差异，这主要是因为DB效应具有沿次级BH运动方向的优先方向，而内禀变化引起的优先方向则没有。来自不同场景的BEL响应的这种差异可能提供一种鲁棒的方法来区分对周期类星体的不同解释，并在这些系统中识别BBH（如果有的话）。
2021-03-30 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
Confronting a Thin Disk-Wind Launching Mechanism of Broad-Line Emission in AGN with GRAVITY Observations of Quasar 3C 273
本文测试了AGN宽线发射的薄盘风运动学模型，发现虽能拟合3C 273的GRAVITY数据，但因要求高观测倾角与射电喷流观测不符而被排除。
2023-07-02 astro-ph.GA
Effects of spin on constraining the seeds and growth of $\gtrsim 10^9M_\odot$ supermassive black holes in $z>6.5$ Quasars
在红移为$z>6$的$\gtrsim10^9M_\odot$超大质量黑洞（SMBHs）的存在提出了这样的SMBHs如何在宇宙时间（$<1$ \，Gyr）内从小种子黑洞成长的问题。在这封信中，我们使用的$14$类星体在$z>6.5$的质量估计，以限制它们的种子和早期的增长，通过自洽考虑的自旋演化和超爱丁顿吸积的可能性。我们发现自旋在早期SMBH的生长中起着重要的作用，并且对种子质量和超爱丁顿吸积分数的约束强烈地依赖于假设的吸积历史。如果吸积与单个（或少量）事件相干，导致大部分吸积时间的高自旋，那么SMBH增长相对缓慢;如果吸积是混沌的，有许多事件，并且在每个事件中，总吸积质量远小于SMBH质量，导致中等/低自旋，那么增长相对较快。对种子质量和超爱丁顿吸积分数的约束是退化的。如果种子质量不是$\gg10^{5}M_\odot$，则需要超爱丁顿吸积的显著分数（对于$10^3-10^4 M_\odot$种子，线性尺度中的$\gtrsim0.1\%-1\%$但对数尺度中的$\sim 3-4$ dex），并且如果吸积是混沌的，则适度放宽对高种子质量和/或超爱丁顿吸积分数的要求。
2020-11-17 astro-ph.GA astro-ph.HE
Possible Evolution of Supermassive Black Holes from FRI quasars
我们探讨的问题，快速建设的黑洞质量在早期宇宙采用不断增长的黑洞质量为基础的测定，在最近的理论工作中预测的黑洞吸积和喷流的形成。尽管简化，甚至是人为的假设吸积和合并，我们确定了一个有趣的低概率通道的增长10亿太阳质量的黑洞在数亿年的大爆炸没有呼吁超级爱丁顿吸积。这一结果是更加引人注目的承认这个通道和最终产品之间的连接，涉及活跃的星系与FRI无线电形态，但较弱的喷气功率在轻度次爱丁顿吸积制度。虽然FRI类星体已经被证明占据了一个小区域的可用参数空间的黑洞反馈的范例，我们进一步表明，观测缺乏FRI类星体也与他们的连接到最大的黑洞增长由于这两个FRI高红移和相对薄弱。我们的研究结果也使我们能够在高红移下构造活动星系核的光度函数，这与最近的研究结果一致。简而言之，我们在活动星系核的一个特定家族的无法解释的缺乏和超大质量黑洞的快速增长之间建立了联系，这是活动星系核物理学的两个迄今为止似乎无关的方面。
2016-05-16 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
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
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
Potential binary supermassive black holes in Markarian 231 as a scientific case for the spectropolarimeter POLLUX
Université de Strasbourg（斯特拉斯堡大学）；Paris Observatory（巴黎天文台）；Aix Marseille Univ（艾克斯-马赛大学）
该研究利用旋光测量技术，通过简化模型模拟马卡良231的双黑洞结构，验证其紫外光学特征，并强调未来Pollux仪器的重要性。
2026-09-25 astro-ph.GA
Does Feedback from Supermassive Blackhole Co-evolve With Host In Type 2 Quasars?
本研究通过分析221个2型类星体的光谱数据，发现外流强度与恒星族年龄负相关，且类星体遵循赛弗特星系的爱丁顿比-D_n(4000)序列，证实了超大质量黑洞反馈与寄主星系的共同演化。
2023-04-19 astro-ph.CO astro-ph.GA
Evidence for a milliparsec-separation Supermassive Binary Black Hole with quasar microlensing
我们报告了引力透镜类星体QJ 0158 - 4325的15年光学光变曲线的周期性振荡。在2003年至2010年期间，类星体的微弱透镜图像经历了高放大率微透镜事件，信号得到增强。我们测量$P_{o}=172.6\pm0.9$天的周期。我们探索四种情况来解释周期性的起源：1-高放大率微透镜事件是由于透镜星系中的双星，2-QJ 0158 - 4325包含一个大质量的双黑洞系统，处于合并前的最后动力学阶段，3-类星体吸积盘包含围绕黑洞的开普勒运动的明亮不均匀性，（4）吸积盘处于进动状态。在这四种情况下，只有一个超大质量的双黑洞可以解释这两个短的观测周期和信号的振幅，通过振荡的吸积盘朝向和远离高放大率区域的微透镜焦散。短的测量周期意味着轨道的半长轴是$\sim10^{-3}$ pc，合并的时间尺度是$t_{coal}\sim1000$年，假设轨道的衰变完全由引力波的发射提供动力。观测到一个如此接近合并的系统的可能性表明，要么是超大质量黑洞双星的数量比预测的要多得多，要么更有可能是其他机制显著增加了合并的时间尺度。二元黑洞假说的三个检验包括：i）在任一图像中的任何未来微透镜事件期间光度监测中的振荡的重现，ii）多普勒频移的光谱检测（最高0.01 $c$），以及iii）通过脉冲星定时阵列实验探测引力波，例如SKA，其将具有探测$\sim$ 100纳赫兹发射的灵敏度。
2022-12-07 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
ALMA 200 pc imaging of a z~7 quasar reveals a compact, disk-like host galaxy
我们呈现了z=6.9类星体J234833.34-305410.0的158 μ m [CII]线和底层尘埃连续体的0”.035分辨率（~200 pc）成像。18小时的ALMA观测揭示了非常紧凑的发射（直径约1千秒差距），这与一个简单的，几乎面对面的，旋转支持的磁盘具有显着的速度色散约160公里/秒。仅在中心200 pc的气体质量约为4 × 10^9 M_sun，大约是中心超大质量黑洞的两倍。因此，我们没有解决黑洞的影响范围，并没有发现中央超大质量黑洞的运动学特征。[CII]线的运动学模型表明，在大半径的动力学质量是一致的气体质量，留下一个显着的质量贡献的恒星和/或暗物质的空间很小。托姆雷-Q参数在整个盘面上都小于1，因此有利于恒星的形成，这与系统的高红外光度相一致。在中心区域的尘埃是光学厚，在温度>132 K。使用恒星形成过程中尘埃加热的标准标度关系，这意味着恒星形成速率密度达到了前所未有的高水平，大于10^4 M_sun / yr /kpc ^2。在某些假设下，这样高的数字仍然可以用恒星形成的爱丁顿极限来解释，但也可能意味着中心的超大质量黑洞有助于加热中心110 pc的尘埃。
2022-01-17 astro-ph.GA
Cold Quasar Investigation: Comparing Star Formation Rates to Black Hole Growth
本研究通过多波段观测数据探究64个冷类星体寄主星系中黑洞与星系的共演化，发现黑洞生长早于恒星质量形成，且当前恒星形成速率相对更快，支持黑洞先增长的演化图景。
2024-03-11 astro-ph.GA
If quasars form from primordial black holes
Swinburne University（斯威本科技大学）
该研究提出超大质量黑洞可能由原初黑洞形成，并通过观测验证了类星体亮度分布和密度演变的预测。
2026-02-09 astro-ph.GA
Chandra Observations of Candidate Sub-Parsec Binary Supermassive Black Holes
我们目前的钱德拉X射线观测的7个类星体，被确定为候选亚秒差距的二元超大质量黑洞（SMBH）系统在卡特琳娜实时瞬态巡天（CRTS）的光学光变曲线的表观周期性的基础上进行分析。模拟预测紧密分离吸积SMBH二进制将有不同的X射线光谱比单吸积SMBH，包括硬或软的X射线光谱，波纹状的配置文件中的Fe K- $α$线，和不同的峰值，由于分离的吸积盘成一个circumbinary磁盘和迷你磁盘周围的每个SMBH的频谱。我们获得了Chandra观测结果来测试这些模型并评估这些类星体是否可能包含二元SMBH。相反，我们发现类星体的光谱都很好地符合简单的吸收功率定律模型，与休息帧2-10千电子伏的光子指数，$Γ$，和X射线光功率斜率，$α_{\rm OX}$，从更大的类星体人口无法区分。这可能表明这七个类星体不是真正的亚秒差距二进制SMBH系统，或者它可能只是反映了我们的样本量太小，无法鲁棒地检测到任何差异。或者，X射线光谱的变化可能只在比钱德拉探测到的能量更高的能量下才明显。根据现有的模型和现有数据，无法得出确切的结论。这些观测结果将有助于激发和指导进一步的工作，对理论模型的二进制SMBH系统，如建模系统与较薄的吸积盘和较大的二进制分离。
2020-09-12 astro-ph.GA astro-ph.HE
The primordial environment of supermassive black holes (II): deep Y and J band images around the z=6.3 quasar SDSS J1030+0524
许多宇宙学研究预测，早期的超大质量黑洞（SMBH）只能形成于嵌入大尺度结构中的最大质量暗物质晕中，这些结构以星系超密度为标志，可能延伸到10 Mpc。然而，这种情况还没有得到观测上的证实，因为对高z类星体周围星系过密度的搜索得到了相互矛盾的结果。z=6.28类星体SDSSJ 1030 +0524（J1030）周围的磁场对于多波段覆盖是独一无二的，并且代表了研究原始SMBH周围环境的优秀数据遗产。在本文中，我们提出了宽的区域（25 x25弧分），Y-和J-波段成像的J1030领域获得的近红外相机WIRCam在加拿大-法国-夏威夷望远镜（CFHT）。我们在Y和J波段建立了源目录，并将其与Morselli等人（2014）提出的r，z，i波段的测光目录相匹配。我们使用这些新的红外数据以及H和K和Spitzer/IRAC数据来改进我们对Lyman Break Galeries（LBG）的选择，将我们的选择标准扩展到25.2<zAB =1.3的星系<25.7. We selected 21 robust high-z candidates in the J1030 field with photometric redshift around 6 and colors i-z>。我们发现在J1030中高z星系的分布有显著的不对称性，支持类星体周围存在相干的大尺度结构。我们将我们的结果与Bo…
2017-06-07 astro-ph.CO astro-ph.GA
Episodic activities of supermassive black holes at redshift $z\le 2$: driven by mergers?
长期以来，人们一直认为星系合并是超大质量黑洞（SMBHs）活动的触发因素。为了定量地检验这一假设，我们计算类星体的光度函数（LFs）通过操纵观察到的星系LFs（$z\lesssim 2$）和理论合并率从半解析公式。我们发现，该模型再现了观测到的类星体LF提供的质量比（$q$）的次级星系的新形成的一个随宇宙时间的变化。结果表明，主要合并的比例从$z\sim 2$的$f_{\rm maj}\sim 0.2$减少到$z\sim 0$的$f_{\rm maj}\to 0$.因此，在$z\sim 2$的主要合并中新形成的SMBH可能由于合并空穴的轨道角动量而获得最大自旋。随后，由小合并导致的随机吸积迅速驱动SMBH自旋下降。SMBH自旋的这种演化趋势与Wang等人（2009）报道的吸积SMBH的辐射效率随宇宙时间强烈下降的趋势一致。这表明，小的合并是重要的触发活动的SMBH在低红移，而主要的合并可能占主导地位，在高红移。
2010-01-28 astro-ph.GA
Evidence for heavy seed origin of early supermassive black holes from a z~10 X-ray quasar
研究借助Chandra数据在z≈10.3透镜星系中发现超大质量黑洞，其质量与宿主恒星质量相当，为早期黑洞起源于重种子提供观测证据。
2023-09-25 astro-ph.GA astro-ph.HE
Episodic Random Accretion and the Cosmological Evolution of Supermassive Black Hole Spins
位于宿主星系中心的超大质量黑洞的生长主要来自于气体的吸积，但如何为它们提供燃料仍然是类星体演化中一个悬而未决的问题。这个问题可以通过将辐射效率参数（$η$）量化为红移的函数来阐明，这也提供了对BH的平均自旋及其随时间的可能演化的约束。我们推导出一个形式主义链接$η$与光度密度，BH质量密度，占空比的类星体，数量，我们可以估计从现有的类星体和星系的调查数据。我们发现$η$具有很强的宇宙学演化：在z~2处为$η\approx 0.3$，到$z\approx 0$时下降了一个数量级，为$η\approx 0.03$ .我们解释这种趋势的演变BH自旋，我们呼吁情节，随机吸积的机制，减少自旋。观测到射电强的类星体的比例随着红移的增加而减少，这与流行的观点不一致，即BH自旋是产生强射电喷流的关键因素。与以前的研究一致，我们表明，推导出的历史BH吸积密切遵循恒星形成的宇宙历史，与其他证据，BH和他们的宿主星系共同进化一致。
2009-04-13 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Twisted Radio Structure of PSO J334.2028+01.4075, Still a Supermassive Binary Black Hole Candidate
亚秒差距尺度的超大质量双星黑洞是引力波实验的主要目标。它们还提供了关于紧密二元进化和等级结构形成的见解。亚秒差距的BBH不能空间分辨，但间接方法可以识别候选者。在2015年，Liu等人报告了类星体PSO J334.2028+01.4075的光学连续统周期性，估计的质量和静止帧周期表明轨道间隔约为0.006 pc（0.7微弧秒）。类星体的光学周期性的持久性最近在一个扩展的基线上不受欢迎。然而，如果一个射电喷流是从一个亚秒差距的BBH发射的，那么双星的性质可以影响更大尺度上的射电结构。在这里，我们使用甚长基线阵列（VLBA）和卡尔G。Jansky甚大阵（VLA）用于研究由类星体推定的BBH激发的秒差距和千秒差距尺度的发射。我们发现两个VLBA组件分开3.6 MAS（30 PC），初步确定一个VLBA的“核心”，另一个被弹出。VLBA组件有助于一个点状的，时变的VLA源，是跨越8弧秒（66千秒差距）的瓣跨越。我们将PSO J334.2028+01.4075归类为叶主导类星体，尽管在秒差距和千秒差距尺度上其伸长位置角之间有39度的巨大扭曲。通过与3C 207（一个经过充分研究的具有类似罕见扭曲的波瓣主导类星体）进行类比，我们推测PSO J334.2028+01.4075可能会在BBH系统中追踪进动喷流的内锥上方喷射喷流成分。
2017-03-29 astro-ph.GA astro-ph.HE
