核球驱动的种子黑洞燃料供给
星系天体物理
2016-03-09 v1 宇宙学与河外天体物理
摘要
我们研究嵌入核球组分中的中等质量和大质量黑洞(BHs)上的辐射调节吸积。使用球对称一维辐射流体动力学模拟，我们追踪了从温度T=10^4 K的冷中性气体储层中吸积的BH增长。我们发现嵌入核球中的BH吸积率正比于 r_{B,eff}/r_B，其中 r_{B,eff} 是包含核球引力势的增大的有效邦迪半径，r_B 是BH的邦迪半径。当不考虑核球时，BH的辐射反馈将冷吸积率抑制到邦迪率的约1%。然而，我们发现当核球质量 M_bulge 大于 10^6 M_sun 的临界值时，BH燃料供给率迅速增加，并正比于 M_bulge。由于临界核球质量与中心BH质量 M_{BH} 无关，质量为 10^2、10^4 和 10^6 M_sun 的BH增长速率对核球-黑洞质量比表现出不同的依赖关系。我们的结果表明，可能是Pop III恒星遗迹的轻种子BH(<= 10^2 M_sun)在宿主星系核球早期组装达到临界质量之前，无法通过吸积与核球共同增长。然而，可能通过直接坍缩形成的重BH种子(>= 10^5 M_sun)更可能嵌入超临界核球中，从而能高效增长，与宿主星系耦合并驱动 M_{BH}- 关系的早期演化。
引用
@article{arxiv.1512.03434,
title = {Bulge-driven Fueling of Seed Black Holes},
author = {KwangHo Park and Massimo Ricotti and Priyamvada Natarajan and Tamara Bogdanović and John H. Wise},
journal= {arXiv preprint arXiv:1512.03434},
year = {2016}
}
备注
10 pages, 10 Figures, 1 Table, submitted to ApJ