反馈调节的超大质量黑洞种子形成
星系天体物理
2015-06-19 v1
摘要
高红移超大质量黑洞（SMBHs）种子的性质是宇宙学中的一个关键问题。在原初、原子线冷却晕中形成并受到超过临界阈值 J_crit 的 Lyman-Werner (LW) 紫外通量照射的直接坍缩黑洞（DCBH）代表了一种诱人的可能性。我们研究了这些条件在宇宙演化过程中何时何地得到满足。对于 LW 强度 J_LW，我们考虑了靠近恒星形成星系时相对于背景值的偏离。对于原初晕的比例，我们同时考虑了 (i) 超新星驱动的外流，以及 (ii) 来自前身晕的固有污染。我们估算了 DCBH 形成位点的丰度 n_DCBH(z)，发现其随宇宙时间增加，从 n_DCBH(z=20) ~ 1e-12 -1e-7 cMpc^-3 增加到 n_DCBH(z=10) ~ 1e-10 - 1e-5 cMpc^-3。我们的分析显示了星系风可能的重要性，它可以将预测的 n_DCBH 抑制几个数量级，并导致 DCBH 形成优先发生在紫外最亮（M_UV ~ -22 到 -20）的恒星形成星系周围。我们的分析进一步强调了这些预测对 (i) LW 光子的逃逸分数、(ii) J_crit 以及 (iii) 星系外流方案的依赖性。
引用
@article{arxiv.1405.6743,
title = {Feedback-regulated Super Massive Black Hole Seed Formation},
author = {Mark Dijkstra and Andrea Ferrara and Andrei Mesinger},
journal= {arXiv preprint arXiv:1405.6743},
year = {2015}
}
备注
13 pages, 9 figures, accepted to MNRAS