高红移大质量黑洞种子在黑洞—宿主星系关系中保持离群者的时长
星系天体物理
2022-12-28 v2
摘要
宇宙最初十亿年内存在10^9 M_⊙超大质量黑洞(SMBHs)仍是我们常规黑洞形成与增长理解中的谜题。针对这些SMBHs的若干建议形成路径会导致重种子，其初始黑洞质量为10^4–10^6 M_⊙。这可产生过于庞大的黑洞星系(OMBG)，其核黑洞质量与周边恒星质量相当甚至更大：黑洞与恒星质量比M_bh/M_* ≫ 10^{-3}，远超较低红移处的典型值。我们通过追踪先前在Renaissance模拟中确认的两个OMBG的后续演化，探究这些新生黑洞在M_bh–M_*关系中保持离群者的时长。我们发现两个OMBG在其整个生命周期中均有M_bh/M_* > 1，从z≈15诞生直至z≈8与远更 massive 的晕并合。我们发现OMBG在其更 massive、10^{11} M_⊙的邻近晕完成并合前(至z≈8)在空间上可与其分辨。这为未来利用JWST与灵敏X射线望远镜通过探测类似OMBG并确定其独特的高黑洞-恒星质量比来诊断重种子情景提供了窗口。
引用
@article{arxiv.2205.09611,
title = {How long do high-redshift massive black hole seeds remain outliers in black hole vs. host galaxy relations?},
author = {Matthew T. Scoggins and Zoltán Haiman and John H. Wise},
journal= {arXiv preprint arXiv:2205.09611},
year = {2022}
}
备注
15 pages, 10 figures. Accepted in MNRAS