以低角动量宇宙气体在高红移处喂养致密核球与超大质量黑洞

我们利用宇宙流体动力学模拟表明，高红移处稀有的大质量暗晕中，有相当一部分气体在极短的时间内几乎径向地落入其最中心。这一过程导致形成非常致密的核球，其比角动量比整个暗晕中重子的平均角动量小 5-30 倍。如此低的角动量源于气体沿明确的冷丝状流流向暗晕中心时的分选和有效抵消。这些丝状流深入暗晕内部，并从多个快速变化的方向连接到核球。沿丝状流落入的结构（卫星星系）或由流入触发的引力不稳定性形成的结构（星团）进一步降低了核球中气体的角动量。最后，径向落入中心的气体比例似乎随暗晕质量的增加而增加；我们认为这很可能是由于在更稀有的暗晕中，由更各向同性分布的冷流供给，导致角动量抵消增强。这种将低角动量气体越来越高效地汇集到高红移极大质量暗晕中心的过程，可能解释了在宇宙年龄仅约 10 亿年的时期，最大质量的超大质量黑洞为何能以如此快的速度增长，达到观测到的约 $10^9$M$_\odot$ 的质量。