If massive primordial black holes (PBHs) exist and constitute a fraction of the dark matter, they can dramatically catalyze galaxy formation. By acting as pre-existing, high-density seeds, they can shorten the galaxy assembly time to as little as 100 Myr for up to 10^8 solar mass PBH seeds, allowing for the rapid formation of host halos. Furthermore, low surface brightness or diffuse galaxies may represent a natural outcome of this process, perhaps as the residue of halos seeded by smaller PBHs that failed to accrete a major baryonic component.
The properties of primordially-seeded black holes and their hosts in the first billion years: implications for JWST
David A. Dunlap Department of Astronomy and Astrophysics, University of Toronto(多伦多大学戴维·A·邓普尔天文与天体物理系);Kapteyn Astronomical Institute, University of Groningen(格罗宁根大学卡普坦天文研究所);Kavli Institute for Cosmology, University of Cambridge(剑桥大学卡弗里宇宙学研究所);Cavendish Laboratory, University of Cambridge(剑桥大学卡文迪许实验室);Department of Physics and Astronomy, University College London(伦敦大学学院物理与天文学系)
Primordial Black Holes as Seeds for Extremely Overmassive AGN Observed by JWST
University of Texas at Austin(德克萨斯大学奥斯汀分校);Weinberg Institute for Theoretical Physics, Texas Center for Cosmology and Astroparticle Physics, University of Texas at Austin(德克萨斯大学奥斯汀分校温伯格理论物理研究所、德州宇宙学与天体粒子物理中心);Institute of Astronomy, University of Cambridge(剑桥大学天文研究所);Universität Heidelberg, Zentrum fur Astronomie, Institut für Theoretische Astrophysik(海德堡大学天文学中心理论天体物理研究所);Department of Astronomy, University of Texas at Austin(德克萨斯大学奥斯汀分校天文学系);Max-Planck-Institut für Physik(马克斯·普朗克物理研究所);Arnold Sommerfeld Center, Ludwig-Maximilians-Universität(慕尼黑大学阿诺德·索末菲理论物理中心)
The Road to Normalcy: Environment-Driven Evolutionary Pathways for Primordial Black Holes
University of Texas at Austin(德克萨斯大学奥斯汀分校);Weinberg Institute for Theoretical Physics, Texas Center for Cosmology and Astroparticle Physics, University of Texas at Austin(韦恩伯格理论物理研究所,德克萨斯宇宙学与天体粒子物理中心,德克萨斯大学奥斯汀分校);Cosmic Frontier Center, The University of Texas at Austin(宇宙前沿中心,德克萨斯大学奥斯汀分校);Institute of Astronomy, University of Cambridge(剑桥大学天文研究所);Universität Heidelberg, Zentrum fur Astronomie, Institut für Theoretische Astrophysik(海德堡大学,天文学中心,理论天体物理学研究所);Yale University(耶鲁大学);Black Hole Initiative, Harvard University(黑洞倡议项目,哈佛大学)
Probing supermassive stars and massive black hole seeds through gravitational wave inspirals
我们提出了一个新的引力波发射源:原始超大质量恒星内部致密碎片的螺旋辐射。这样的系统被认为是超大质量黑洞(SMBH)形成过程中的一个重要通道,但人们对此知之甚少。一个模型表明,在原子冷却的原始晕中,$0.1$-1 M $_\odot$ /yr的高吸积率可能导致核燃烧SMS的形成。这最终将通过相对论不稳定性发生坍缩,留下巨大的BH残留物。最近的模拟表明,超大质量恒星很少单独形成,而伴星甚至形成的黑洞可能会被捕获/吸积,并由于气体动力学摩擦而螺旋进入SMS核心。在这里,我们探讨了从这样的吸气产生的GW发射,这可能会探测SMS的形成和演化和第一个超大质量黑洞的种子。我们使用一个半解析的气体动力学摩擦模型的吸气在SMS来表征其属性。我们发现这样的来源可能是潜在的观察到即将到来的空间出生的GW探测器在其形成的红移与引力透镜的好处。密切相关的准恒星合并可能会产生更强的信号,尽管从其他高z事件中消除这种事件可能具有挑战性。
Teen TITANS simulations -- I. Inefficient intermediate-mass black hole seeding via stellar collisions in young massive clusters
Gran Sasso Science Institute (GSSI)(格兰萨索科学研究所);INFN, Laboratori Nazionali del Gran Sasso(意大利国家核物理研究所,格兰萨索国家实验室);Institut für Theoretische Astrophysik, Zentrum für Astronomie, Universität Heidelberg(海德堡大学理论天体物理学研究所,天文中心);Universität Heidelberg, Interdisziplinäres Zentrum für Wissenschaftliches Rechnen(海德堡大学跨学科科学计算中心);Dipartimento di Fisica e Astronomia Galileo Galilei, Università di Padova(帕多瓦大学伽利略·伽利莱物理与天文学系);INFN-Padova(意大利国家核物理研究所帕多瓦分部);Departament de Física Quàntica i Astrofísica (FQA), Universitat de Barcelona (UB)(巴塞罗那大学量子物理与天体物理学系);Institut de Ciències del Cosmos (ICCUB), Universitat de Barcelona (UB)(巴塞罗那大学宇宙科学研究所);INAF Osservatorio Astronomico d’Abruzzo(意大利国家天体物理研究所阿布鲁佐天文台)