黑洞质量与暗物质星系浓度之间的相关性：来自宇宙模拟的数值

我们报告发现，在宇宙流体动力学模拟中，超大质量黑洞质量与暗物质星系浓度之间存在正相关性，这一相关性在固定星系质量下成立。分析 TNG100 ($N = 18,954$)、EAGLE ($N = 1,522$) 和 CAMELS-TNG ($N = 6,664$) 中的中心星系，我们发现偏相关系数分别为 $r = +0.24$、$+0.34$ 和 $+0.66$，且均高度显著 ($p < 10^{-10}$)。在 SIMBA 模拟中（$r = +0.01, p = 0.09$），该相关性不存在，该模型采用扭矩限制型黑洞吸积模型而非 Bondi 模型。TNG 和 EAGLE 均显示出质量依赖的符号转换：在 $\log(M200/Msun) < 11.5$ 时相关性为负或无，而在更高质量下则显著为正。我们将这一模式解释为反映了 Bondi 吸积速率与中心气体密度结构之间的耦合：浓度更高的星系拥有更密集的核心，使其在固定星系质量下更高效地实现黑洞增长。扭矩限制模型中相关性的缺失支持了这一解释。这些结果表明，星系浓度可能是主导黑洞-星系共演化的基本参数。