The earliest massive black holes are often discussed in terms of heavy baryonic seeds, primordial black holes, or super-Eddington accretion. We develop a different possibility: a compact object on a hidden donor brane forms a common five-dimensional horizon whose intersection with our brane is observed as a black-hole seed. Donor-side matter accretes onto the common five-dimensional horizon, increases the horizon radius, and consequently enlarges its intersection with our brane. As a result, the gravitational mass inferred by an observer living on our brane grows. We slice the five-dimensional geometry onto each brane and show that the induced exterior on our brane has the usual Schwarzschild/Vaidya monopole form at leading order, with subleading Weyl/Kaluza-Klein corrections in the localized-feeding branch. We construct a perturbative gradient-expansion solution satisfying the regular bulk equations and brane junction conditions. The matter sector satisfies the null energy condition for positive mass growth. The linear perturbation stability is investigated, and for supermassive seeds with horizon radius far larger than the interbrane scale, the dangerous long-wavelength mode is absent. The primary observational consequences are overmassive high-redshift black holes in underdeveloped hosts, hidden mass growth relative to the luminous accretion budget, LISA-band heavy-seed mergers, and the absence of primordial fossils required by primordial-black-hole explanations.
Cosmological 21cm line observations to test scenarios of super-Eddington accretion on to black holes being seeds of high-redshifted supermassive black holes
Light or heavy supermassive black hole seeds: the role of internal rotation in the fate of supermassive stars
超大质量黑洞是星系演化的关键因素。然而，其起源仍有很大争议。在一个主要的形成场景中，$\sim100$ M $_{\odot}$黑洞是由超大质量恒星（$\gtrsim 10^{4-5}$ M $_{\odot}$）的内核坍塌造成的，该恒星是由原始气体在$z\sim 15$新形成的星系中心快速积累（$\gtrsim 0.1 $ M $_{\odot}$ yr $^{-1}$）而产生的。随后的演化仍然是推测性的：超大质量恒星中剩余的气体可以直接进入新生的黑洞，或者它的一部分可以形成一个中央吸积盘，其光度维持周围的大质量和几乎流体静力学的包络（称为“准星”的系统）。为了解决这一点，我们考虑了旋转对准恒星的影响，因为角动量不可避免地被积累的气体输送到星系核。使用一个模型的内部重新分配的角动量，定性匹配的结果从模拟旋转对流恒星信封，我们表明，准恒星的信封质量大于几个$10^{5}$ M $_{\odot} \times (\rm black~hole~mass/100 M_{\odot})^{0.82}$有高度次开普勒气体运动在其核心，防止气体循环外的黑洞的视界。质量较小的类恒星可能会形成，但在吸积光度解开包层之前，它们只能持续$\lesssim 10^4$年，从而抑制黑洞的生长。我们推测，这可能最终导致一个双黑洞种子人口：（i）大规模（$>10^{4}$ M $_{\odot}$）种子形成…
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。
The formation of supermassive black holes from Population III.1 seeds. IV. Self-regulated seeding from supermassive star ionizing feedback
Chalmers University of Technology（查尔姆斯理工大学）；INAF - Osservatorio Astronomico di Brera（意大利国家天体物理研究所布雷拉天文台）；University of Modena & Reggio Emilia（摩德纳与雷焦艾米利亚大学）；University of Oxford（牛津大学）；University of Memphis（孟菲斯大学）；Center for Astrophysics, Harvard and Smithsonian（哈佛史密松天体物理中心）；Università degli Studi di Trieste（的里雅斯特大学）；INAF - Osservatorio Astronomico di Trieste（意大利国家天体物理研究所的里雅斯特天文台）；INFN, Sezione di Trieste（意大利国家核物理研究所的里雅斯特分部）
Growth of Supermassive Black Hole Seeds in ETG Star-Forming Progenitors: Multiple Merging of Stellar Compact Remnants via Gaseous Dynamical Friction and Gravitational Wave Emission
Nucleosynthetic signatures of primordial origin around supermassive black holes
如果原初黑洞（PBH）在高红移类星体的中心播下了超大质量黑洞（SMBH）的种子，那么这些黑洞周围的气体可能揭示了它们原初起源的核合成线索。我们提出的预测改变原始丰度周围的PBH足够大的种子SMBH在z~6-7.5。我们发现，如果初始质量为~10^5 M $_{\odot}$的多环芳烃是造成这种SMBH的原因，那么它们可能会产生原始氘和氦的分数增加>~ 10%，而锂的丰度减少>~ 10%，在离黑洞约1千秒差距的距离上。我们估计，约10^8 M $_{\odot}$的气体至少增加（或减少）了1%。这些修改原始氘，氦，锂丰度的证据可能仍然存在，如果这种circu-PBH气体仍然没有吸积的SMBH和在或附近的宿主星系的高红移类星体。测量丰度异常将具有挑战性，但可以提供一种新的方法来揭示这种SMBH种子的原始起源。
A two-phase model of galaxy formation: IV. Seeding and growing supermassive black holes in dark matter halos
Nanjing University（南京大学）；Key Laboratory of Modern Astronomy and Astrophysics, Nanjing University, Ministry of Education（南京大学现代天文与天体物理教育部重点实验室）；University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Department of Astronomy, University of Massachusetts, Amherst（美国马萨诸塞大学阿默斯特分校天文学系）
SEEDZ: Rapid Galaxy Assembly as a Pathway to Supermassive Stars, Dense Stellar Environments and Massive Black Hole Seeds
Maynooth University（梅努斯大学）；Center for Astrophysics, Harvard and Smithsonian（哈佛-史密森尼天体物理中心）；Max-Planck-Institut für Astrophysik（马克斯·普朗克天体物理学研究所）；University of Edinburgh（爱丁堡大学）；University College Cork（科克大学）；University of Cambridge（剑桥大学）；Universität Heidelberg（海德堡大学）；Georgia Institute of Technology（佐治亚理工学院）；University of Hertfordshire（赫特福德大学）
Bright vigorous winds as signposts of supermassive black hole birth
超大质量黑洞的形成仍然是一个悬而未决的问题。在类星假设中，黑洞种子经历了最初的超级爱丁顿增长，在不到一百万年的时间里，可能会在$z \sim 20-10$的原星系中心留下一个$10^4-10^5$ M $_{\odot}$黑洞。然而，超级爱丁顿吸积可能伴随着剧烈的质量损失，这可能会限制到达黑洞的质量。在本文中，我们批判性地评估了辐射驱动风的影响，从黑洞吸积的大质量信封的表面发射。求解全风方程与流体静力学结构的信封，我们发现质量外流率之间的几十个和$10^4$ M $_{\odot}$年$^{-1}$，主要由对流光度内流出。因此，我们证实了Dotan，Rossi & Sznov（2011）的说法，即质量损失会严重影响准恒星内黑洞种子的早期生长。特别地，具有质量$>10^4$ M $_{\odot}$的种子只能在质量储存器$ \gtrsim 10^7$ M $_{\odot}$内形成，除非它们以巨大的速率重新填充（$ \gtrsim 100$ M $_{\odot}$ yr $^{-1}$）。这可能意味着只有在这些红移的非常大质量的晕（$>10^9$ M $_{\odot}$）才能拥有大质量的种子。与先前的说法相反，这些风预计是相对明亮的（$10^{44}-10^{47}$ erg s $^{-1}$），蓝色（$T_{\rm eff} \sim 8000$ K）物体，虽然避开了哈勃太空…
NANOGrav 15-year gravitational-wave signals from binary supermassive black-holes seeded by primordial black holes, and implications for the origins of Little Red Dots
Graduate University for Advanced Studies (SOKENDAI)（高等研究院）；High Energy Accelerator Research Organization (KEK)（高能加速器研究机构）；National Astronomical Observatory of Japan（日本国立天文台）；University of Tokyo（东京大学）；The University of Tokyo（东京大学）
Supermassive black hole seeds from direct collapse of CDM-curvature peaks
University of Canterbury（坎特伯雷大学）；Institute of Cosmology & Gravitation, University of Portsmouth（朴茨茅斯大学宇宙学与引力研究所）；INFN Sezione di Trieste（的里雅斯特意大利国家核物理研究所）；Rikkyo University（立教大学）；iCLA, Yamanashi Gakuin University（山梨学院大学国际基督教学习中心）；Centre for Theoretical Physics, Jamia Millia Islamia（贾米亚米利亚伊斯兰大学理论物理中心）
