利用 IllustrisTNG 宿主星系构建半解析黑洞播种模型
星系天体物理
2023-09-21 v1
摘要
由于早期黑洞（BHs）在不到 1 Gyr 的宇宙时间内增长到 ，黑洞播种模型面临严格的约束。为高效约束可能播种准则的参数空间，我们结合了宇宙学 IllustrisTNG（TNG）模拟的优势与半解析建模的灵活性。我们基于多种准则将 TNG 星系识别为黑洞播种位点，包括最小气体质量 -、总宿主质量 -、以及最大气体金属丰度 。每个潜在宿主以 的概率被分配一个黑洞种子；随后这些黑洞通过 TNG 星系合并树进行追踪。该方法改进了简单 TNG 黑洞播种方案的外推能力，尤其在高红移的低质量区间，并且易于适配其他宇宙学模拟。我们大多数种子模型预测的 黑洞质量密度与经验数据及 TNG 黑洞一致。然而，不同模型间高红移黑洞数密度可相差约 10 - 100 倍。在大多数模型中， 黑洞在高红移处数量远超较重黑洞。此类黑洞间的并合是 LISA 引力波探测的首要目标。大多数模型中 黑洞质量密度与观测吻合良好，但我们最严格的播种准则在高红移处失效。我们的发现强烈呼吁需要对高- 黑洞有更好的经验约束，并凸显了 JWST 近期 AGN 发现的重要性。
引用
@article{arxiv.2309.11324,
title = {Building Semi-Analytic Black Hole Seeding Models Using IllustrisTNG Host Galaxies},
author = {Analis Eolyn Evans and Laura Blecha and Aklant Kumar Bhowmick},
journal= {arXiv preprint arXiv:2309.11324},
year = {2023}
}