早期星系中恒星级黑洞的增长问题
星系天体物理
2018-12-26 v1
摘要
观测到的高红移超大质量黑洞（SMBH）的种子性质未知。尽管已提出不同选项，例如中等质量直接坍缩黑洞，大质量恒星的黑洞遗迹仍是最自然的解释。为识别其快速增长的最有利条件（若有），我们研究在典型 z = 10 星系中形成的 M_BH = 100M_sun 黑洞在不同条件（如星系结构、黑洞初始位置与速度）下的吸积率。我们模拟星系重子成分，并基于 Park & Ricotti (2013) 的辐射调节吸积模型，追踪黑洞轨道与吸积历史达 300 Myr（对应 10 > z > 7 的时间跨度）。我们发现，在模型限制内，黑洞种子增长不超过 30%，表明轻种子模型的吸积不足以解释高红移 SMBH。我们还计算了此类吸积恒星级黑洞族在 (0.5, 8) keV 能段的 X 射线发射，发现其与高质量 X 射线双星产生的发射相当。本研究表明，早期黑洞通过在宇宙黎明对星际介质的 X 射线预热，可能在 HI 21 cm 线功率谱上留下可被 SKA 探测到的特定特征。
引用
@article{arxiv.1807.05760,
title = {Growth problems of stellar black holes in early galaxies},
author = {Maria Carmela Orofino and Andrea Ferrara and Simona Gallerani},
journal= {arXiv preprint arXiv:1807.05760},
year = {2018}
}
备注
12 pages, 11 figures