用JWST在z>9处发现超大质量黑洞令人惊讶吗？
星系天体物理
2023-08-17 v2 宇宙学与河外天体物理
摘要
JWST首次揭示了z>4处质量为10^6-10^7 Msun的吸积黑洞（BH），其中最遥远的位于z=10.6的GNz11中。在z=5-11星系的核中发现它们真的令人惊讶吗？本文使用宇宙考古工具（CAT）半解析模型，考虑爱丁顿极限（EL）和超爱丁顿（SE）黑洞吸积情形，预测了4<z<11黑洞及其宿主星系的性质。我们计算了代表GNz11黑洞/星系性质的CAT合成候选体的透射光谱能量分布。我们还检验了z=8.7星系CEERS-1019可能承载活动黑洞的可能性。我们发现，JWST探测到的高红移黑洞光度更好地由SE模型重现，其中黑洞源自高效增长的轻种子和重种子。相反，宿主星系恒星质量在EL模型中匹配得更好，在该模型中JWST巡天JADES和CEERS可探测到的所有系统都源自重黑洞种子。我们支持如下解释：GNz11的中心点源可能由质量为1.5×10^6 Msun、吸积率为λ_Edd=2-3的SE吸积黑洞供能，而CEERS-1019的发射由宿主星系主导；若其承载活动黑洞，我们发现其质量为M_BH=10^7 Msun，并以亚爱丁顿速率（λ_Edd=0.5）吸积。
引用
@article{arxiv.2305.12504,
title = {Are we surprised to find SMBHs with JWST at z > 9?},
author = {Raffaella Schneider and Rosa Valiante and Alessandro Trinca and Luca Graziani and Marta Volonteri and Roberto Maiolino},
journal= {arXiv preprint arXiv:2305.12504},
year = {2023}
}
备注
11 pages, 5 figures, accepted by MNRAS after minor revision and updated with recent observations