超大质量黑洞与核周盘的协同演化

我们提出了一种超大质量黑洞（SMBH）与核周盘（CND）的新演化模型，该模型考虑了来自宿主星系的物质供给以及 CND 的物理状态。在该模型中，取决于 CND 引力稳定性的两种不同吸积模式在向 SMBH 吸积气体的过程中起关键作用。(i) 如果 CND 在引力上不稳定，超新星（SNe）的能量反馈支撑着一个几何上较厚且湍流的气体盘。此模式下的吸积由湍流粘滞性主导，其吸积率显著高于模式 (ii)，即由气体压力支撑的模式。一旦来自宿主星系的物质供给停止，高吸积阶段（$\sim 0.01- 0.1 M_{\odot} {\rm yr}^{-1}$）转变为低吸积阶段（模式 (ii)，$\sim 10^{-4} M_{\odot} {\rm yr}^{-1}$），但存在约 $\sim 10^{8}$ 年的延迟。通过这一演化过程，富气体的 CND 转变为贫气体的恒星盘。我们发现，即使在高吸积阶段（模式 (i)），来自宿主星系供给的气体也并非全部吸积到 SMBH 上，因为部分气体用于形成恒星。结果是，最终 SMBH 质量（$M_{\rm BH,final}$）与来自宿主星系的总供给气体质量（$M_{\rm sup}$）不成正比；$M_{\rm BH,final}/M_{\rm sup}$ 随 $M_{\rm sup}$ 的增加而减小。这表明难以形成在高红移类星体（high-$z$ QSOs）中观测到的 $\sim 10^{9} M_{\odot}$ 的 SMBH。SMBH 与 CND 的演化可能与不同类型活动星系核（AGNs）的演化轨迹相关。