核星暴驱动的高红移（z>6）类星体形成
宇宙学与河外天体物理
2014-11-20 v1
摘要
基于Kawakatu & Wada（2008）提出的通过核周盘（CND）中气体吸积增长超大质量黑洞（SMBH）的物理模型，我们描述了黑洞质量M_BH>10^9 M_⊙的高红移（z>6）类星体（QSO）的形成。我们推导了仅通过气体吸积在z>6形成类星体的必要条件：（i）从宿主星系向CND提供大质量供给，M_sup>10^10 M_⊙，因为最终黑洞质量仅为类星体宿主总供给质量的1-10%；（ii）高恒星形成效率以实现快速黑洞增长。我们还发现，如果黑洞增长受爱丁顿吸积限制，最终黑洞质量将大幅降低。因此，超爱丁顿增长是类星体形成所必需的。类星体光度的演化取决于种子黑洞开始吸积的红移z_i。换言之，z>6的更亮类星体倾向于支持SMBH的晚期增长（即z_i=10）而非早期增长（即z_i=30）。此外，我们预测了z>6类星体的可观测性质及其演化。在类星体阶段，应存在一个富含恒星的巨大CND，其气体质量约为0.1-1 kpc内动力学质量的10%。另一方面，在黑洞增长阶段（即原类星体阶段），原类星体拥有富含气体的巨大CND，其气体质量与动力学质量相当（摘要有删节）。
引用
@article{arxiv.0910.1379,
title = {Formation of High-redshift (z>6) Quasars Driven by Nuclear Starbursts},
author = {Nozomu Kawakatu and Keiichi Wada},
journal= {arXiv preprint arXiv:0910.1379},
year = {2014}
}
备注
12 pages, 10 pages, accepted by ApJ