FIRE模拟中的黑洞：恒星反馈限制星系核的早期吸积

我们在真实环境反馈(Feedback In Realistic Environments, FIRE)项目中引入大质量黑洞(BHs)，并对类星体质量晕($M_{\rm halo}(z=2) \approx 10^{12.5}\,\rm{M}_{\odot}$)进行高分辨率宇宙学流体动力学模拟，直至$z=1$。这些模拟通过超新星、恒星风和辐射对恒星反馈建模，并使用基于引力矩的方案、结合星系核的解析性质来模拟黑洞增长。我们未包含黑洞反馈。我们表明早期黑洞增长通过短暂的($\lesssim 1\,$Myr)吸积事件发生，这些事件可达到甚至超过爱丁顿吸积率。在此状态下，黑洞增长受到爆发式恒星反馈持续从星系核驱逐气体的限制，并且黑洞相对于局域的$M_{\rm BH}$-$M_{\rm bulge}$关系保持质量不足。黑洞增长在较晚时期更高效，此时核恒星势维持着显著的气体储库，恒星形成爆发减弱，星系趋于更有序的状态，当宿主达到$M_{\rm bulge} \sim 10^{10}\,\rm{M}_{\odot}$时，黑洞迅速收敛到标度关系上。只要黑洞增长与黑洞周围$\sim 100\,$pc内的气体含量相关，我们的结果对吸积模型的细节不敏感。我们的模拟暗示爆发式恒星反馈对黑洞和活动星系核(AGN)的族群统计有强烈影响，特别是在早期宇宙和低质量星系中。