黑洞与星系质量关系演化的经验约束：弥散的重要性

我研究了是否可以从高红移下星系恒星质量函数和类星体辐射光度函数的最新测量中获得对星系质量与黑洞质量之间关系演化的有用约束。我假设星系质量与黑洞质量之间存在简单的幂律关系，正如低红移下黑洞质量测量所暗示的那样，并且仅考虑关系零点演化的影响。我认为，通过假设每个星系都包含一个以爱丁顿速率发光的黑洞，可以获得零点演化的下限。通过要求高红移下大质量黑洞的数量不超过局域观测到的数量，可以获得上限。我发现，在这些假设下，并忽略黑洞-星系质量关系中的弥散，黑洞在z=1时相对于其宿主星系的质量必须大约大2倍，在z=2时大5到6倍。然而，考虑黑洞-星系质量关系中的固有弥散会大大放宽这些约束。在固定星系质量下，黑洞质量的对数弥散为0.3到0.5 dex，类似于今天观测到的关系中的固有弥散估计值，即使在没有任何零点演化的情况下，也有足够多的大质量黑洞在z=2时产生观测到的明亮类星体种群。采用更现实的估计，即包含活跃黑洞的星系比例以及相关类星体的爱丁顿比率，我发现z=2时黑洞-星系质量关系的零点不可能比当前值大很多，超过两倍，因为预测的明亮类星体数量将超过观测到的种群。