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首次黑洞超Eddington吸积的条件

星系天体物理 2025-02-04 v2 宇宙学与河外天体物理

摘要

高红移处的超质量黑洞观测挑战了我们对第一代黑洞在原子园环境下演化的理解。一种可能性是它们的生长速度远超当前反馈和吸积效率的估计所允许的。跟随我们之前对在无反馈条件下对星质量黑洞在微型星系中进行的超Eddington吸积分析,现在我们研究在包括热反馈的情况下这一过程是否可以持续。我们使用在亚pc分辨率下进行的四组宇宙学模拟,初始黑洞质量范围为1×1036×104M1 \times 10^3 - 6 \times 10^4 M_\odot,探索各种反馈效率。我们还变更反馈注入半径以探寻数值过冷的阈值。我们发现,在所有环境中以非常弱的热反馈效率,或对于两个黑洞在中等效率下,都可以在约100ktkchors100 \, \rm k\, t\, k\, c\, h\, o\, r\, s的时间尺度上维持超Eddington生长。对于3×1036×103M3 \times 10^3 - 6 \times 10^3 M_\odot的黑洞,在中等反馈效率下也可能实现跨Eddington生长。我们讨论了热反馈在加热气体、抑制吸积和驱动外流方面的有效性。我们的结果表明,在热反馈存在的情况下,可能在来自第一代恒星形成的黑洞上实现超Eddington生长。

关键词

引用

@article{arxiv.2412.06888,
  title  = {Conditions for Super-Eddington Accretion onto the First Black Holes},
  author = {Simone T. Gordon and Britton D. Smith and Sadegh Khochfar and Ricarda S. Beckmann},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2412.06888},
  year   = {2025}
}

备注

Accepted by MNRAS. 17 pages, 9 figures