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星系团矮星系中预言的增强型大质量黑洞占据分数

星系天体物理 2024-04-17 v2

摘要

矮星系中大质量黑洞(MBHs)的占据分数为了解初始黑洞播种机制及其质量聚集历史提供了有趣线索,尽管区分这两种效应仍具挑战性。利用 {\sc Romulus} 宇宙学模拟,我们考察了环境对低质量星系中MBH占据分数的影响。与多数现代宇宙学模拟不同,{\sc Romulus} 基于局部气体性质播种MBH,在早期宇宙中选取致密(n>3n>3 cm3^{-3})、原始(Z<3e4ZZ<3e-4Z_{\odot})、快速坍缩的区域作为宿主MBH的位点,而不预先假设任何关于MBH占据分数随星系恒星质量或晕质量的函数关系。模拟预言,星系团环境中 M<109_{\star}<10^9 M_{\odot} 的矮星系宿主MBH的可能性约为场星系中的 2\sim2 倍。预言的占据分数与核星团的占据分数惊人地一致。在星系团与场环境中,形成时间较早的矮星系更可能宿主MBH。虽然在高红移(z>3z>3)时星系团与场环境的MBH占据函数相似,但差异出现在晚形成矮星系——其在团环境不存在——开始在场中占主导并拉低低质量星系的MBH占据分数之时。此外,在落入前部分团矮星系类似于大质量孤立星系的前身,表明若非受团环境阻碍它们本可能增长至更高质量。尽管矮星系中的MBH族群已被广泛认为对理解MBH形成至关重要,本工作表明在未来观测搜寻矮星系中的低质量黑洞时,环境依赖性值得考量。

关键词

引用

@article{arxiv.2306.12813,
  title  = {An Enhanced Massive Black Hole Occupation Fraction Predicted in Cluster Dwarf Galaxies},
  author = {Michael Tremmel and Angelo Ricarte and Priyamvada Natarajan and Jillian Bellovary and Ramon Sharma and Thomas R. Quinn},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2306.12813},
  year   = {2024}
}

备注

16 pages, 7 figures, Accepted to the Open Journal of Astrophysics