黑洞增长、重子抬升、恒星形成与IllustrisTNG

宇宙学晕中中心星系的恒星形成淬灭被认为源于气体吸积到超大质量黑洞上释放的能量。同一能量源似乎也降低了大质量晕中重子大气的中心密度并提高了其冷却时间，从而通过将晕中的重子抬升到更高高度来限制恒星形成和黑洞增长。该反馈机制的一个预测特征是中心黑洞质量（MBH）与晕重子的原始结合能之间近乎线性的关系。我们展示了支持此种关系的日益增强的观测证据，表明其延伸至质量达Mhalo ~10^14 MSun的晕。随后我们将当前对MBH--Mhalo关系的观测约束与数值模拟进行比较，发现IllustrisTNG中的黑洞质量在Mhalo < 10^13 MSun时似乎超出这些约束，而EAGLE中的黑洞质量在Mhalo ~ 10^14 MSun时低于观测值。对IllustrisTNG的仔细考察表明，恒星形成淬灭与黑洞增长抑制确实与抬升晕重子的黑洞能量输入同时发生。然而，IllustrisTNG未能重现观测到的MBH--Mhalo关系，因为其黑洞主要通过不贡献于重子抬升的吸积获得质量。我们建议调整IllustrisTNG反馈算法中的某些参数，以使所得黑洞质量能反映这些模拟中大质量星系间黑洞增长、重子抬升与恒星形成之间的内在联系。