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小红点作为直接坍缩黑洞的孕育地

星系天体物理 2025-08-21 v1

摘要

詹姆斯·韦伯空间望远镜最近在宇宙大爆炸后的最初十亿年内发现了一群大质量黑洞 (BH)。在这些高红移黑洞候选体中,观测识别出一类活动星系核候选体,被称为小红点 (LRD),它们具有异常致密的气体储库和奇特的光谱特征。LRD 明显出现于红移 z<8,其丰度在 z<5 时下降。最近的理论研究探索了 LRD 与早期宇宙中重黑洞种子(如直接坍缩黑洞 (DCBH))形成之间的联系。在此,我们展示了 MELIORA 宇宙流体力学模拟初步运行的结果,其中我们实现了精确的 DCBH 形成模型,考虑了目标宿主晕中的 Lyman-Werner 辐射场和质量流入率。我们旨在测试 DCBH 的形成是否会导致类似于为 LRD 所假设的系统。我们发现,模拟中新形成的 DCBH 群体在 z<6 时表现出急剧下降,类似于 LRD 的出现,这主要由流入减少所驱动。DCBH 的诞生伴随着显著的气体致密化事件,随后在其诞生后的 200 Myr 内经历一个高亮度阶段,并最终在这些晕中形成第一代 PopIII 恒星。如果这些 DCBH 孕育地与 LRD 相关联,则可以解释它们来自 X 射线和热尘埃的微弱发射。

关键词

引用

@article{arxiv.2508.14897,
  title  = {Little Red Dots as Direct-collapse Black Hole Nurseries},
  author = {Elia Cenci and Melanie Habouzit},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2508.14897},
  year   = {2025}
}

备注

14 pages, 9 figures; accepted for publication in MNRAS