BlueTides模拟：建立高红移黑洞-星系关系

超大质量黑洞质量（$M_{\bullet}$）与宿主星系性质（恒星质量 $M_{\star}$ 与速度弥散 $\sigma$）之间的标度关系，提供了黑洞（BH）与其宿主增长之间的联系。此处我们利用 \textsc{BlueTides}（一个高分辨率大体积宇宙学流体动力学模拟）研究高-$z$ 宇宙中BH-星系关系是否及如何建立。我们发现 $z=8$ 时的 $M_{\bullet}-M_{\star}$ 与 $M_{\bullet}-\sigma$ 关系：$\log_{10}(M_{\bullet}) = 8.25 + 1.10 \ \log_{10}(M_{\star}/10^{11}M_{\odot})$ 以及 $\log_{10}(M_{\bullet}) = 8.35 + 5.31 \ \log_{10}(\sigma/200kms^{-1})$（在 $z=8$），两者均与本地测量完全一致。对于高恒星形成率与 $M_{\star}$ 星系，$M_{\bullet}-\sigma$ 关系斜率略陡，而其作为黑洞爱丁顿吸积率的函数保持不变。所有情形下 $M_{\bullet}-\sigma$ 关系的内禀弥散（$\epsilon \sim 0.4$）在这些红移处比观测推断值更大，也大于 $M_{\bullet}-M_{\star}$ 关系（$\epsilon \sim 0.14$）。我们发现宿主中的气恒星比 $f=M_{\rm gas}/M_{\star}$（在这些红移可非常高）对设定 $M_{\bullet}-\sigma$ 内禀弥散有最显著影响。当排除高气体分数星系（$\epsilon = 0.28$ 当 $f<10$）时弥散显著减小（使样本更可比于低-$z$ 星系）；这些系统具有最大恒星形成率与黑洞吸积率，表明这些快速增长系统在这些高红移处仍正趋向该关系。考察高红移黑洞在 $M_{\bullet}-\sigma$ 平面上从 $z=10$ 到8的演化证实了这一趋势。