最初十亿年中的早期黑洞种子

具有十亿太阳质量的超大质量黑洞在第一个 Gyr 内就已就位，然而它们在如此短的时间内起源与增长极难理解。在此，我们讨论早期黑洞种子的形成路径，展示恒星起源的轻黑洞种子的局限，以及由特殊原始条件下气体直接坍缩产生的重/大质量黑洞种子的预期特征。为对可能的候选者及环境介质的作用得出结论，我们使用了 N 体流体动力学模拟的结果，其中包括原子与分子非平衡丰度计算、冷却、恒星形成、反馈机制、恒星演化、来自 SNII、AGB 和 SNIa 的若干重元素金属扩散，以及针对 popII-I 和 popIII 恒星源耦合于化学与 SED 发射的 150 个频率上的多频辐射转移。标准恒星起源的轻黑洞不太可能是早期超大质量黑洞的可靠种子，因为在现实假设下它们无法在不到十亿年内显著增长。另一种可能是，大质量黑洞种子起源于暴露于附近恒星形成区恒星辐射下的原始宁静迷你晕中原始气体的直接坍缩。形成这些重种子所需的条件必须辅以关于局部环境复杂特征以及化学演化与辐射转移之间精细平衡的信息。