黑洞演化：III. 利用大规模流体动力学宇宙学模拟研究质量增长与自旋演化的统计特性

星系中心的超大质量黑洞 (BH) 可以通过气体吸积和并合迅速改变其质量和自旋。利用包含黑洞增长和活动星系核反馈方案的流体动力学宇宙学模拟，我们研究了气体吸积和并合如何驱动黑洞质量增长的演化。采用半解析方法演化自旋，我们还强调了作为宇宙时间函数的驱动自旋大小和方向的机制。我们发现，在高红移宇宙中，星系维持着较大的黑洞气体吸积率，因此这是其质量和自旋演化的主要驱动力。高红移处持续的冷气体吸积倾向于使黑洞自旋与周围气体的角动量对齐，并使其大小最大化。相反，在低红移处，随着黑洞质量增大且星系气体贫乏，双星并合对黑洞总质量增长的贡献增加，尤其是在高质量端，并且倾向于减小自旋大小并改变其方向。