原始黑洞如何改变星系质量函数与结构？

我们运用半分析方法和 cosmological 模拟，考察巨大的原始黑洞 (PBHs) 对宇宙结构形成的影响。我们的模拟包含以 $10^6 \ \rm M_{\odot}$ 为中心的单色质量分布的 PBHs，占暗物质 (DM) 的 $10^{-2}$ 至 $10^{-4}$ 比例，其余为无碰撞性暗物质 (PDM)。此外，我们进行 $\Lambda$CDM 模拟进行比较分析，包含 PBHs 的运行情况。在小尺度上，包含 PBHs 的星系密度和速度分布与不包含 PBHs 的星系相似。相反，在大尺度上，PBHs 可加速巨型星系的形成，并因“种子效应”位于其中心。为分析 PBH 宿主星系相对于非 PBH 星系的相对分布，我们应用最近邻 (NN) 统计方法。我们的结果表明，PBH 宿主星系通过引力效应，对结构形成过程产生显著影响，相较于 $\Lambda$CDM 情况，能够吸引并吞噬周围新形成的迷你星系。若 PBHs 占 DM 比例显著大于 $\sim 10^{-3}$，几乎所有新形成的星系都将被 PBH 种子星系吸收。Consequently, our simulations predict a bimodal feature in the halo mass function, with most of the massive halos containing at least one PBH at their core and the rest being less massive non-PBH halos.