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用原初黑洞加速早期大质量星系形成

宇宙学与河外天体物理 2022-10-05 v2 星系天体物理

摘要

JWST 最近的观测在 z10z\gtrsim 10 处发现了若干明亮星系候选体,其中一些显得异常大质量(可达 1011 M\sim 10^{11}\ \rm M_{\odot})。如此早的大质量星系形成难以与标准 ΛCDM\Lambda\rm CDM 预言相协调,要求极高的恒星形成效率(SFE),甚至可能超过坍缩结构中的宇宙重子质量预算。基于线性扰动理论和 Press-Schechter 形式的理想化分析,我们表明若结构形成被大质量(109 M\gtrsim 10^{9}\ \rm M_{\odot})、占暗物质很小比例(106103\sim 10^{-6}-10^{-3})的原初黑洞(PBHs)所加速/播种,则观测到的大质量星系候选体可用比 ΛCDM\Lambda\rm CDM 中所需更低的 SFE 来解释,同时考虑了对 PBH 参数的现有经验约束。我们还讨论了 PBH 宇宙学在 JWST 时代的潜在观测特征。需做更多工作以充分评估此类 PBH 模型解释高红移宇宙观测的可行性。

关键词

引用

@article{arxiv.2208.13178,
  title  = {Accelerating early massive galaxy formation with primordial black holes},
  author = {Boyuan Liu and Volker Bromm},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2208.13178},
  year   = {2022}
}

备注

7+2 pages, 4 figures, accepted for publication in ApJL