恒星形成分子云与星系核中的超爱丁顿黑洞增长:可能发生吗?
星系天体物理
2022-11-24 v2
摘要
超大质量黑洞(BH)的形成仍是理论挑战。在许多模型中,尤其始于恒星遗迹“种子”时,这需要持续的超爱丁顿吸积。尽管研究表明,若从更大尺度获得充足“供料”,黑洞能在吸积盘尺度上突破爱丁顿极限,但尚不明确黑洞是否真能从周围星际介质(ISM)俘获足够气体。我们在包含辐射、恒星质量损失与超新星的动力学恒星反馈的磁化、恒星形成致密气体复合体的多物理高分辨率模拟集合中探究此问题,考察质量 的种子族。在此初步研究中,我们忽略黑洞反馈:故这设定了种子可维持吸积率的严格上限。我们表明恒星反馈起关键作用。引力压强/面密度低于 的复合体以低恒星形成效率被瓦解,因而提供贫瘠的黑洞增长环境。但在更致密的云复合体中,早期恒星反馈不会迅速摧毁云团,却产生强激波与致密团块,使约 随机初始化的种子遭遇低相对速度的致密团块,并产生失控的、超爱丁顿吸积(质量增长数个量级)。值得注意的是,此条件下质量增长几乎与初始黑洞质量无关,即便对恒星级种子也允许快速形成中等质量黑洞(IMBH)。这定义了失控黑洞增长的必要(但或许非充分)准则集:我们给出了不同 ISM 条件下失控增长概率的解析估计。
引用
@article{arxiv.2208.05025,
title = {Hyper-Eddington Black Hole Growth in Star-Forming Molecular Clouds and Galactic Nuclei: Can It Happen?},
author = {Yanlong Shi and Kyle Kremer and Michael Y. Grudić and Hannalore J. Gerling-Dunsmore and Philip F. Hopkins},
journal= {arXiv preprint arXiv:2208.05025},
year = {2022}
}
备注
Final version matching the publication