超大质量黑洞与星系核球的共同演化并非通过内部反馈调节,而是由角动量分布决定的限量气体供给
星系天体物理
2015-05-27 v1
摘要
我们论证道,若无物理上的精细调节,超大质量黑洞(SMBHs)与恒星核球均无法通过驱离已落下的冷气体来进行自调节或相互调节,以产生观测到的两者间相关性。我们提出一种替代情景:观测到的 SMBH 与核球质量比反映了落入气体的角动量分布,使得在宇宙时间尺度平均下,到达稳定吸积盘的质量仅为到达核球区域质量的一小部分。我们利用高分辨率、大尺度宇宙学流体动力学模拟(不含 AGN 反馈)检验了这一情景,假设落在核球区域气体的角动量分布产生一个 Mestel 盘,该盘由独立解析 SMBH 邦迪半径(Bondi radii)的模拟所支持。我们发现,自由落体至亚秒差距区域并被 SMBH 吸积的极低角动量气体,与总恒星形成率之间的质量比为 。该比例随红移增加而增加,在 倍因子范围内,表明 SMBH 与核球质量比几乎与红移无关,仅随红移有适度增加,这是一个可检验的预言。此外,具有高爱丁顿比率的活动星系核(AGN)的占空比(duty cycle)预期随红移显著增加。最后,尽管发现 SMBH 与核球在 Myr 或更长的时间尺度上共同演化,但有迹象表明在更短时间尺度上,SMBH 吸积率与恒星形成的相关性可能较弱。
引用
@article{arxiv.1504.07248,
title = {Coevolution Between Supermassive Black Holes and Bulges Is Not Via Internal Feedback Regulation But By Rationed Gas Supply Due To Angular Momentum Distribution},
author = {Renyue Cen},
journal= {arXiv preprint arXiv:1504.07248},
year = {2015}
}
备注
12 pages, 3 figures, accepted to ApJ Letters