宇宙学流体动力学模拟中中心星系黑洞质量与星系团质量的关联

近期，观测到了连接中心星系超大质量黑洞（SMBH）质量与宿主星系团整体属性（如温度和质量）的关系。我们研究了 SMBH 质量与星系团质量及温度的关联及其建立与演化。我们将它们的弥散度与经典的 $M_{\rm BH}-M_{\rm BCG}$ 关系进行比较。我们研究了气体吸积与黑洞-黑洞并合如何在不同时宇宙时期贡献 SMBH 的增长。我们采用了从 29 组 zoom-in 宇宙学流体动力学模拟中提取的 135 个质量范围为 $1.4\times 10^{13}M_{\odot}-2.5\times 10^{15} M_{\odot}$ 的星系群与星系团，其中重子物理由多种子网格模型处理，包括 AGN 反馈。在我们的模拟中，我们发现 $M_{\rm BH}$ 与 $M_{500}$ 和 $T_{500}$ 相关性良好，这些关系周围的弥散度在 $z=0$ 时与 $M_{\rm BH}-M_{\rm BCG}$ 周围的弥散度在 $2\sigma$ 内相容。$M_{\rm BH}-M_{500}$ 关系随时间演化，在较低红移处因等级结构形成的直接后果而变得更平缓。平均而言，在我们的模拟中气体吸积对总 SMBH 质量的贡献在大部分宇宙时间（$z>0.4$）占主导，而在最近 20 亿年黑洞-黑洞并合成为更大的贡献者。在此最后过程中，承载 SMBH 的亚结构在并与 BCG 的过程中被瓦解，被剥离的恒星丰富了弥漫恒星成分而非增加 BCG 质量。根据我们采用简单子网格模型的模拟结果，我们得出结论：$M_{\rm BH}-T_{500}$ 关系周围的弥散度与 $M_{\rm BH}-M_{\rm BCG}$ 关系周围的弥散度相当，并且鉴于与 BCG 质量估计相关的观测困难，星系团温度和质量可作为 SMBH 质量的有用替代指标，尤其在红移较高时。